穀神星一號:研製歷程,歷史背景,研發進程,系統組成,總體設計,動力系統,控制系統,

穀神星一號

穀神星一號（英文：CERES-1，Gushenxing-1，代號：GX-1）運載火箭，是中國北京星河動力裝備科技有限公司研製的一款小型固體商業運載火箭。

穀神星一號運載火箭採用四級構型，其中一、二、三級採用固體動力，四級採用先進軌控和姿控一體化液體動力。火箭直徑1.4米，全長約20米，起飛重量約33噸，500千米太陽同步軌道最大運力300千克，能夠滿足微小衛星的靈活的專屬、共享、搭載等定製化發射服務需求。

穀神星一號運載火箭2018年完成一級發動機試車，2020年11月7日首次發射成功。

台北時間2023年12月5日7時33分，穀神星一號遙九運載火箭在我國酒泉衛星發射中心成功發射升空，將搭載的天雁16星、星池一號A星順利送入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。

基本介紹

中文名：穀神星一號
外文名：Gushenxing-1
首飛時間：2020年11月7日
研製國家：中國
火箭類型：固體燃料運載火箭
研製單位：星河動力（北京）空間科技有限公司
運載能力：500千米太陽同步軌道300千克

研製歷程,歷史背景,研發進程,系統組成,總體設計,動力系統,控制系統,設計參數,發射動態,發射記錄,發射任務,技術創新,總體評價,產品事件,

研製歷程

歷史背景

2014年，中國國務院先後發布了《關於創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》等指導性檔案，讓民營資本進入商業航天成為可能。隨後社會上出現了多種航天企業，開始從事航天科技研製和試驗。北京星河動力裝備科技有限公司（簡稱：星河動力）就是其中之一。

星河動力是一家商業運載火箭研發商，核心產品包括“穀神星”系列小型固體運載火箭、“智神星”系列中型液體運載火箭、“光年”系列固體火箭發動機、“蒼穹”系列液體火箭發動機及姿控動力裝置等，主要為中國國內外小衛星發射市場提供低成本、高可靠、快回響的進入太空系統化解決方案。

研發進程

2018年11月，“穀神星一號”完成一級發動機試車；

2019年4月，完成2000牛姿控發動機試車。

2019年9月，穀神星一號“三合一”試驗取得成功。“三合一”試驗全稱為“二級發動機與伺服系統聯合熱試車及一二級級間熱分離試驗”。其目的主要為考核驗證二級發動機工作可靠性，獲得內彈道性能數據，驗證一二級火箭級間分離方案的正確性，同時驗證伺服系統與矢量噴管的環境適應性與系統匹配性，獲得“三合一”試驗相關其他測量參數。

試驗結果表明，一二級火箭級間切割索按預定時序完成切割，分離過程正常，分離環境符合預期；二級發動機點火正常，全程工作正常，工作時間74秒，推力28噸，反算真空比沖285.8秒，主要技術指標滿足要求。發動機工作過程中伺服系統與噴管配合協調，噴管工作正常，伺服特性滿足要求。

2020年4月，穀神星一號運載火箭正式立項。

2021年1月，完成芯一級發動機關鍵技術試驗。

2021年6月，完成芯一級發動機整機裝配。

2020年6月，穀神星一號遙一火箭陸續火箭整流罩分離試驗、慣組精振試驗、軌姿控上面級全系統冷試等地面試驗，繼續為火箭首飛提供堅實的地面考核驗證支撐。

穀神星一號運載火箭起豎

系統組成

總體設計

穀神星一號火箭採用四級構型，其中一、二、三級採用固體動力，四級採用先進軌控和姿控一體化液體動力。火箭直徑1.4米，全長約20米，起飛重量約33噸，500千米太陽同步軌道最大運力300千克，能夠滿足微小衛星的靈活的專屬、共享、搭載等定製化發射服務需求。

穀神星一號火箭的整流罩直徑增大至1.6米，長度增加至5.2米，罩內總空間達到了8.1立方米，進一步最佳化了裝載空間，提高了綜合運載和發射服務能力。

動力系統

穀神星一號火箭的一級發動機採用“光年”8.5兆帕高壓補燃發動機，最大推力65噸，工作時間73.9秒，地面比沖達到了249.5秒。二級採用了矢量發動機，一二級級間採用熱分離方案，兩級分離時間短，這樣的設計可以使二級獲得良好的初始穩定性。三級發動機突破和集成了多項關鍵技術，實現了高達0.926的質量比。

2018年11月3日，“光年”系列60噸推力一級發動機試車成功。至此，星河動力實現了國內商業航天領域大推力的固體火箭發動機突破性研製。全系列發動機最小直徑100毫米，最大直徑2米，最小推力30牛，最大推力100噸，可根據發射需求靈活定製。

控制系統

穀神星一號火箭的控制系統採用了總體/結構/動力一體化設計、面向推進劑最小消耗的滾動通道簡約控制、分散式軌姿控動力系統、3D列印軌姿控發動機、垂直自對準等創新性設計。

設計參數

穀神星一號運載火箭參考數據：

一級單台固體發動機GS-1推力：60噸（海平面）；燃燒時間：74秒；

二級單台固體發動機GS-2推力：28噸；燃燒時間：70秒；

三級單台固體發動機GS-3推力：15噸；燃燒時間：69秒；

載荷質量：LEO近地軌道400千克；500千米SSO太陽同步軌道運載能力300千克，SSO太陽同步軌道（700千米）230千克。

穀神星一號運載火箭遙一至遙六發射成功

發射動態

發射記錄

穀神星一號火箭發射記錄

發射時間	名稱	荷載	發射地點	結果
2020-11-07	穀神星一號（遙一） ·簡陽號	天啟星座十一星	酒泉	成功
2021-12-07	穀神星一號（遙二） ·平安銀行數字口袋號	天津大學一號、麗澤一號、寶醞號、金紫荊五號、金紫荊一號03星
2022-08-09	穀神星一號（遙三） ·星光益彩號	泰景一號01/02星、東海一號
2022-11-16	穀神星一號（遙四）	吉林一號高分03D08、51、52、53、54星
2023-01-09	穀神星一號（遙五）	科技壹號衛星、天啟星座13星、天目一號氣象星座01/02星、南通中學號衛星
2023-07-22	穀神星一號（遙六）	乾坤一號衛星、星時代-16衛星
2023-08-10	穀神星一號（遙七）	西光壹號01星，星池一號B星，地衛智慧型應急一號衛星，以及西安航投88號、96號、104號、112號衛星
2023-08-25	穀神星一號（遙八）	吉林一號寬幅02A星	酒泉	成功
2023-09-05	穀神星一號（海射型）	天啟星座21~24星共4顆衛星	山東海陽
2023-09-21	穀神星一號	吉林一號高分04B星	酒泉	失敗
2023-12-05	穀神星一號（遙九）	天雁16星、星池一號A星	酒泉	成功

發射任務

2020年11月7日15時12分，穀神星一號運載火箭在中國酒泉衛星發射中心成功首飛，並順利將天啟星座十一星送入預定軌道。搭載發射的天啟星座十一星是天啟物聯網星座的組成部分，主要用於提供數據採集傳輸服務，上海埃依斯航天科技有限公司、北京國電高科科技有限公司分別負責研製和套用。

2021年5月12日，星河動力航天與中國華騰工業有限公司在京簽署戰略合作協定，雙方圍繞“穀神星一號”系列商業運載火箭共同開闢國際市場等相關事宜達成戰略合作協定。

2022年5月，星河動力航天將於近期擇機實施“穀神星一號（遙三）”商業運載火箭發射任務，任務代號：WHITE IS THE NEW BLACK。6月17日，星河動力航天公司完成了穀神星一號運載火箭“邊界”軌姿控動力系統第二次可靠性增長試車試驗。8月9日12時11分，星河動力航天公司在酒泉衛星發射中心發射穀神星一號（遙三）·星光益彩號運載火箭，順利將泰景一號01星、02星和東海一號衛星精確送入500公里太陽同步軌道。·“穀神星一號”商業運載火箭實現連續三次發射，創造中國民營火箭發展新紀錄。9月7日IT之家訊息，商業航天技術公司星河動力宣布，順利組織完成穀神星一號商業火箭轉運發射車驗收試驗，發射車各項指標滿足要求，已具備出廠交付條件。10月，星河動力航天即將擇機實施“穀神星一號（遙四）”商業運載火箭發射任務，任務代號：YOUNG FOR YOU。11月16日14時20分，穀神星一號遙四運載火箭在中國酒泉衛星發射中心發射升空，將搭載的5顆吉林一號高分03D衛星送入預定軌道，發射任務獲得成功，該批衛星主要用於提供商業遙感服務。此次任務是穀神星一號運載火箭第4次飛行。

技術創新

穀神星一號火箭在技術創新方面取得了多項成果，其中包括採用新型發動機、最佳化控制系統和增設整流罩等。

穀神星一號採用了“光年”8.5兆帕高壓補燃發動機，最大推力65噸，工作時間73.9秒，地面比沖達到了249.5秒，該技術突破使得火箭具有更高的運載能力。

穀神星一號火箭的控制系統採用了總體/結構/動力一體化設計、面向推進劑最小消耗的滾動通道簡約控制、分散式軌姿控動力系統、3D列印軌姿控發動機、垂直自對準等創新性設計，該創新技術使得火箭能夠更加精準地控制飛行軌跡和姿態，提高了發射的可靠性和成功率。