研製歷程
歷史背景
20世紀90年代初海灣戰爭以來的幾次戰爭已經證明,衛星是打贏信息化戰爭不可或缺的關鍵裝備,太空是未來戰爭的主戰場。隨著反衛星技術的發展,各國太空軌道上的偵察、導航、通訊等衛星都面臨著被反衛星武器摧毀殺傷的現實威脅。而傳統的航天發射研製、發射和準備周期長、費用高昂,無法及時回響衛星補發需求。正因如此,美國在2002年提出“太空快速回響作戰系統”的概念,主要是己方衛星被摧毀時,利用預先組裝和快速發射技術,在極短時間內裝配完成衛星,再利用配套的快速運載火箭實現應急發射,準確、快速、經濟地將備份衛星送入太空,為己方提供實時戰場支持。
進入21世紀10年代,
中國航天科工集團有限公司瞄準衛星快速發射、推動商業航天產業發展,大力推進高性價比運載技術發展,著力打造快舟系列運載火箭,發展商業航天動力技術及產業。2016年2月,中國首家按商業模式開展研發和套用的專業化火箭公司——航天科工火箭技術有限公司在武漢註冊成立,公司以發展成為國際先進的商業發射服務公司為目標,按照技術創新、商業模式創新、管理創新的發展思路,持續推進資本、市場、人才深度融合,致力於成為中國國內商業發射服務的先行者、中國國內商業航天產業的開拓者以及太空經濟開發的探索者。
航天科工火箭技術有限公司作為快舟一號甲火箭的研製單位,成立於2016年2月16日,系航天科工、航天三江為搶抓商業航天發展機遇,按照社會化、市場化要求組建成立。該公司位於武漢國家航天產業基地的快舟火箭總裝總調中心(一期)已投入使用,主要用於快舟固體運載火箭總裝測試,已具備年產20發固體運載火箭的總裝測試能力。
研發進程
2012年,中國航天三江集團有限公司成功完成
快舟一號固體運載火箭的方案飛行試驗。
2017年,快舟一號固體運載火箭的升級版快舟一號甲固體運載火箭應運而生。
為進一步提升中國快速進入空間的能力,航天三江2014年開始快舟十一號固體運載火箭的科研攻關。“要走一條創新的路,走一條別人沒有走過的路,唯有如此,快舟火箭才能在一眾火箭中脫穎而出。”研製之初,快舟系列火箭梁總設計師對研發團隊提出要求。不重複別人的老路,在自主研發中攻關核心和關鍵技術的理念深入研發團隊每位成員心中。
研發團隊
總指揮:黃劍波(中國航天事業50年重大貢獻獎)
系統組成
快舟一號甲運載火箭系統主要由快舟一號甲運載火箭、地面發射系統以及相關配套設備組成。
總體設計
快舟一號甲運載火箭是在原快舟一號星箭一體化運載器的基礎上改進研製的一款通用型固體運載火箭,擴展了整流罩的長度和直徑,提高了任務適應性,在保證運載能力的同時增加了搭載衛星的空間。
快舟一號甲運載火箭採用三級固體動力+末級液體助推的串聯式布局,並採用國際通用接口,主要為300千克級低軌小衛星提供發射服務,具有發射成本低、飛行可靠性高、入軌精度高、準備周期短、保障條件少等特點。
快舟一號甲固體運載火箭採用了水平總裝、水平測試、水平運輸的“三平測發模式”,有效提高了操作的便利性;由移動發射車在普通硬實地面實施發射,不需要複雜的發射塔架,簡化了發射保障設施;火箭具有先進末級,可同時保證多軌道發射能力和高精度入軌姿態,滿足一箭多星用戶的快速發射和部署需求。
“快舟·銳科雷射號”是一枚在
武漢國家航天產業基地快舟火箭產業園總裝的火箭。從零散器件到發射升空,這枚火箭經歷了產品齊套、艙段裝配及總檢查測試、運輸體狀態裝配及總檢查測試、廠房內全箭總裝測試、發射場總裝測試五大階段。設計師、工人和質量人員在每一顆螺釘、每一根線纜、每一個代碼、每一處縫隙、每一環操作上的“嚴、慎、細、實”,“煉”成了這枚火箭。
設計參數
運力係數
快舟一號A運載火箭運力係數:
發射動態
發射記錄
序號 | 火箭序號 | 起飛時間 | 發射地點 | 有效載荷 | 軌道 | 結果 | 備註 |
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| | | | 吉林一號靈巧視頻03星 (林業一號衛星) 行雲試驗一號 凱盾一號 | | | |
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| | | | | | | 火箭冠名“快舟·我們的太空”號。該次任務是“吉林一號”衛星工程的第7次發射 |
| | | | 全球多媒體衛星系統α階段A、B衛星 (KL-阿爾法雙星) (KL-α-A、KL-α-B) (中科院研製,用戶為德國公司) | | | 火箭冠名“快舟·楚天”號 創造中國同一型運載火箭在 酒泉發射場發射間隔最短紀錄 |
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| | | | “和德二號”A/B衛星 天儀16/17衛星 天啟四號A/B衛星 | | | 創造中國同一型運載火箭在同一發射場新的發射間隔最短紀錄 |
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| | | | 銀河航天首顆10Gbps的5G低軌寬頻通信衛星——星火03星 | | | 命名“快舟·富強福”號 中國首顆通信能力達10Gbps的低軌寬頻通信衛星 |
| | | | | | | 天基物聯網通信技術、星間雷射通信技術以及低成本商業衛星平台技術的驗證,並初步開展物聯網示範套用,由於疫情延期,“行雲二號”01星命名為“行雲武漢號”,並通過在箭體上塗刷“英雄武漢·偉大中國”和“致敬醫護工作者群像”的方式,致敬英雄的城市、英雄的人民和廣大醫護工作者。 |
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| | | | 天目一號掩星探測星座19星、20星、21星、22星 | | | |
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備註: 1.發射地點:酒泉:酒泉衛星發射中心;太原:太原衛星發射中心;場坪:即機動發射陣地。 2.軌道說明:LEO: 近地軌道(Low Earth orbit);SSO: 太陽同步軌道(Sun-synchronous orbit) |
發射任務
①快舟一號甲遙十火箭的最大創新點,在於完成了中國首次星箭通信空空鏈路對接試驗。“空空鏈路對接”指的是通過在
運載火箭末級增加
通信終端和天線,在太空中為衛星提供遙測信號,建立了一個火箭末級與衛星之間的通訊,利用末級的天基測控終端,和中繼衛星進行連線,把衛星的信號傳下來。使地面工作人員可以在星箭分離後,繼續保持地面對衛星的全程跟蹤。
在這之前,衛星發射後,運行到在地球背面的時候,其無法和地面測控站進行連線,衛星在背面轉回來之後,地面測控站才能連線上,方能知曉衛星的狀態。“空空鏈路對接”的實現則可避免該種衛星短暫失聯的情況發生。
2019年11月13日11時40分,命名為“快舟·我們的太空號”的快舟一號甲遙十一運載火箭,在
酒泉衛星發射中心成功將“吉林一號”高分02A衛星發射升空,衛星進入預定軌道,任務獲得成功。
2019年11月17日18時,中國在
酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭,以“一箭雙星”的方式成功將全球多媒體衛星系統α階段A、B衛星(KL-α-A、KL-α-B)發射升空。衛星進入預定軌道,任務獲得成功。
2020年1月16日11時02分,中國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭,成功將中國首顆通信能力達10Gbps的低軌寬頻通信衛星——銀河航天首發星發射升空。衛星進入預定軌道,任務獲得成功。5月12日9時16分,中國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭,以“一箭雙星”方式,成功將行雲二號01/02星發射升空,衛星進入預定軌道,發射取得成功。9月12日13時2分,中國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭發射“吉林一號”高分02C衛星,火箭飛行出現異常,發射任務失利。具體原因正在進一步分析排查。
2021年8月21日,在位於武漢國家航天產業基地的快舟總裝總調中心,兩發快舟一號甲火箭完成總裝測試,將出發執行發射履約任務。9月27日,中國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭,成功將吉林一號高分02D衛星(又稱:
和平精英號衛星)發射升空。10月27日14時19分,中國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭,成功將吉林一號高分02F衛星發射升空。衛星進入預定軌道,發射任務獲得成功。11月25日7時41分,中國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭,成功將試驗十一號衛星發射升空。衛星進入預定軌道,發射任務獲得成功。該次任務是快舟一號甲運載火箭的第13次飛行。12月15日10時,中國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭執行GeeSAT雙星商業航天發射任務,火箭飛行異常,發射任務失利。具體原因正在進一步分析排查。
2022年6月22日10時08分,中國在酒泉衛星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,成功將
天行一號試驗衛星發射升空。衛星進入預定軌道,發射任務獲得成功。該衛星主要用於開展空間環境探測等試驗。該次任務是快舟一號甲運載火箭第15次飛行。9月6日10時24分,中國在酒泉衛星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,成功將微厘空間低軌導航增強系統 S3/S4 試驗衛星發射升空,衛星進入預定軌道,發射任務取得成功。
台北時間2022年8月23日10時36分,中國在西昌衛星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,成功將中科院創新十六號衛星發射升空,衛星進入預定軌道,發射任務獲得成功。
2022年9月25日6時55分,中國在太原衛星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,以“一箭雙星”方式,成功將試驗十四號和試驗十五號衛星發射升空,衛星進入預定軌道,發射任務獲得成功。
台北時間2023年3月22日17時09分,中國在酒泉衛星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,成功將天目一號氣象星座03~06星發射升空,衛星進入預定軌道,發射任務獲得成功。
2023年6月9日10點35分,快舟一號甲固體運載火箭在酒泉衛星發射中心點火升空,以“一箭一星”方式,將中國首顆平板式新體制通信試驗衛星“龍江三號”送入預定軌道,發射任務取得成功。該次任務是快舟一號甲固體運載火箭的第20次發射。
2023年7月10日訊息,東風風神與快舟火箭已官宣開啟戰略合作,並已推出了電混SUV 風神皓瀚越野車。命名為“快舟・皓瀚號”的快舟一號甲固體運載火箭已於酒泉衛星發射中心完成起豎,將擇機發射。
台北時間2023年7月20日11時20分,中國在酒泉衛星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,成功將天目一號氣象星座07-10星發射升空,衛星送入預定軌道,發射任務獲得成功。該衛星主要用於提供商業氣象數據服務。該次任務是快舟一號甲運載火箭第21次飛行。
2023年8月14日,中國在西昌衛星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,將和德三號A~E星等5顆衛星發射升空,衛星順利送入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。
台北時間2023年12月27日14時50分,我國在酒泉衛星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,成功將天目一號氣象星座19~22星發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。
2024年1月11日11時52分,中國在酒泉衛星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,成功將天行一號02星發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。此次任務是快舟一號甲運載火箭的第26次飛行。
技術創新
快速回響
快舟一號甲固體運載火箭簡化了發射保障設施,發射準備周期大大縮短,可滿足小衛星、微小衛星的發射需求。此外,火箭還採用水平總裝、水平測試、水平運輸的“三平測發模式”,提高了操作便利性;具備先進末級,可同時保證多軌道發射能力和高精度入軌姿態,滿足一箭多星需求。
快舟一號甲固體運載火箭是中國航天科工在國際上首創提出星箭一體化設計理念,中國首個具有低成本、快速集成、快速入軌創新特點的固體運載火箭,可套用於自然災害突發、地面監測和通信系統發生故障時,實現衛星的快速發射和空間部署,及時獲取災害情況信息,為最大限度地減少災害損失和組織抗災救災創造條件。
成本優勢
進入21世紀,國際上的“星座快速構建”模式就是短時間內快速發射多顆衛星,讓衛星在太空快速組建網路,實現技術套用目標;另一個好處就是可以大幅降低商業發射成本,提升商業衛星發射的競爭力。因為當下衛星越做越小、數量越來越多,所以提高發射效率是衛星發射技術競爭的關鍵之一。
在國際商業發射中,小型運載發射報價一般為每公斤2.5到4萬美元。而快舟一號甲運載火箭的報價不到2萬美元,快舟十一運載火箭報價不到1萬美元,價格極具競爭力。
所獲榮譽
2016年11月,在由中國國家發改委、商務部、工信部、科技部、中科院、工程院、中國貿促會、聯合國工業發展組織、上海市人民政府共同主辦的2016中國國際工業博覽會上,快舟一號甲運載火箭獲創新銀獎。
總體評價
快舟一號甲小型運載火箭是在快舟一號火箭基礎上適應性改進的一型低成本、高可靠性的通用型固體運載火箭,採用國際通用接口,可為300千克級及以下低軌小衛星提供發射服務,具有發射成本低、準備周期短、保障條件少和快速集成、快速入軌等特點。
快舟一號甲火箭採用車載發射反應速度快,既可以平時承擔商業發射任務,也可以履行快反應急職能,迅速從儲存狀態取出發射執行任務,實現“太空快速補網”。隨著中國航天技術的發展,“快舟”家族將有更多的新成員出現,中國“太空快速回響系統”也會愈加完備。(
環球網、中國軍網 評)