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力箭二号遥二发射18颗卫星验证组网能力

更新 2026-11-03国际金融报正文 4428字阅读约 14分钟6 张图片

对中国商业航天来说,当运力供给和交付节奏逐步补齐,下一道题便是价格。在一次性使用的前提下,运力越大,单发成本越高——这也是力箭二号绕不开的账。

11月3日清晨,戈壁滩上的东风商业航天创新试验区寒意未消,发射塔架在渐亮的晨光中静静矗立。8点15分,随着“5、4、3、2、1”倒计时声落,烈焰喷涌而出,中科宇航力箭二号遥二运载火箭点火升空,顺利将千帆极轨21组的18颗卫星送往预定轨道。

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力箭二号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,现场腾起巨大的烟雾。马云飞/摄

这是力箭二号的第2次飞行,也是力箭系列运载火箭的第18次发射。至此,力箭二号火箭入轨载荷总重量已超过9吨;力箭系列火箭累计将1艘飞船、139颗卫星送入太空,入轨载荷总重量超过27吨。

值得一提的是,此次发射的是千帆极轨组网卫星,其背后正是我国加速推进的低轨卫星互联网星座建设。千帆星座是由垣信卫星建设运营的低轨巨型星座。按公开规划,它与中国星网主导的GW星座远期部署规模均在一万颗以上——面对这样的部署体量,火箭组网发射能力的要求也随之改变:不再只是“能不能打”,而是能否打得更密集、更常态化。

供需差距,是近年来中国商业航天最真实的产业背景之一,也是力箭二号这类大运力液体火箭被推到台前的直接原因。从轻舟初样试飞船的首飞,到首次执行卫星互联网大规模组网任务,这枚火箭只用了两次飞行。

11月初,力箭二号运载火箭总师、总指挥杨浩亮在火箭发射现场接受《国际金融报》记者采访时表示,我国低轨卫星互联网进入集中部署窗口期,组网任务繁重、发射需求旺盛,在轨部署规模仍存较大缺口,高密度、高可靠、低成本运力供给是稳步推进卫星互联网建设的关键支撑,“遥二成功发射千帆极轨21组18颗卫星,标志着中科宇航在工业化批产、航班化发射道路上迈出关键一步”。

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力箭二号总师、总指挥杨浩亮在火箭发射前接受采访,解读我国低轨卫星互联网建设。秦铭蔚/摄

从“送飞船”到组网发射

作为中国科学院力学研究所孵化的商业火箭企业,中科宇航创立于2018年12月,旗下力箭系列火箭迄今已进行18次发射,其中固体运载火箭力箭一号近地轨道运载能力为2吨,自2022年7月27日首飞成功以来,已将119颗卫星送入太空。

相比之下,作为面向卫星大规模组网和低成本货物运输打造的主力液体运载火箭,力箭二号采用液氧煤油作为燃料,总长53米,起飞重量625吨,起飞推力753吨,是我国首款采用“通用助推器核心”(CBC)构型的运载火箭,可支持0/2/4个助推器灵活配置,覆盖近地轨道2吨至20吨的运力区间。

今年3月30日19时,力箭二号遥一火箭在同一片戈壁上首飞,将轻舟初样试飞船(新征程02卫星)、新征程01卫星和天视卫星01星送入预定轨道;7个月后,其载荷清单换成18颗要在同一轨道面上协同工作的组网卫星——这也是它首次执行卫星互联网大规模组网任务。

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力箭二号遥二运载火箭发射前夕,技术人员在塔架平台上开展射前准备工作。秦铭蔚/摄

两次任务形成递进验证。在发射现场,力箭二号副总师廉洁向《国际金融报》等媒体介绍:“遥一任务验证了200公里×600公里椭圆轨道不小于7吨的运载能力,遥二则验证了800公里圆轨道不小于5吨的能力。”遥一和遥二两次任务的成功,验证了火箭执行我国空间站低成本货物运输、卫星互联网组网发射任务的能力——对急于推进组网进度的卫星运营商而言,这相当于发射服务市场上多了一个可以谈的选项。

但要把18颗卫星送入同一轨道面并协同工作,真正的考验藏在细节里。星箭分离被称作发射任务的“最后一公里”。此次任务中,力箭二号首次应用了多星星箭星间分离机构解锁装置。按传统方式,18颗卫星需要逐次解锁、逐颗分离,环节多,失效点也多。这套装置让18颗卫星堆叠共用一套分离机构,“一次解锁”完成分离,星与星之间用甩出来替代传统星间逐次炸开然后弹开的方案,是运动学方案替代了机构学方案。

力箭二号副总师张延瑞在受访时打了个比方:“原来分离是扔18次铅球,现在是一次甩出18颗链球。”该装置此前已在多型火箭上完成十余次飞行验证,此次与力箭二号组合应用实现了18星批量化惯性旋转分离。

另一个不易察觉的难点在于滑行。力箭二号副总师胡久辉在受访中表示,受载荷与轨道变化影响,遥二火箭二级滑行时间较遥一增加约两倍。真空滑行段,火箭需要以“正推沉底”方式让液氧、煤油保持贴底,滑行越久,沉底发动机工作时间越长,推进剂消耗越大,直接侵蚀运载能力。团队的解法是调整贮箱底部防晃挡板的位置与尺寸,从结构上抑制推进剂晃动,同时通过大量仿真找到“最小沉底推力”,并把小发动机从“一直开着”改成“脉冲式点按”,通过调节开关机时长比例,得到不同的等效沉底力。最终达成的结果是:滑行时间增加,沉底推进剂消耗不增长。

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力箭二号副总师胡久辉在发射场接受采访,揭秘遥二火箭二级长滑行段的技术优化细节。秦铭蔚/摄

从“定制”到“流水线交付”

如果说18颗卫星同时入轨,证明的是“能打”;那么要接住一年几十发的组网需求,考验的是“能连打多久”。前者是单点能力,后者是持续供给能力。

要理解这一考验,先看一组硬数据。杨浩亮在回复记者采访时提到,从未来规划看,商业航天面对的是一个“万亿级市场”,可谓“星辰大海”;但眼下的产能是另一回事:我国发射产能约为每年100多发,年发射重量处于百吨量级。而若要实现未来5年的发射目标,至少需要300枚至500枚火箭。

缺口摆在面前,问题随之而来:火箭能不能像工业品一样被制造和交付?

行业的共识是,要把火箭变成可批量交付的工业品,液体火箭恰恰是难点。相较于可以整发贮存、测试相对简单的固体火箭,液体火箭需要在发射前完成加注、测试、判读一整套流程,部段更多、状态变化更快,任何一个环节的等待,都会在排期表上放大成整发任务的延后。

正因如此,廉洁在受访时把话说得很直白:“航班化发射的核心,是让火箭的生产和发射从‘一发一定制’变成可通用、可复制的流水线节奏。”

沿着这一思路,力箭二号的减法首先从构型开始。廉洁称,力箭二号运载火箭各子级直径均为3.35米。其中,芯一级和助推器采用相同的3.35米构型,贮箱、箱间段等部段设计相似,能够在滚动备份情况下实现互换互用。同时,3.35米是航天行业的典型尺寸,适合规模化生产,有助于缩短供应链周期、提升良品率并显著降低成本。

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力箭二号副总师廉洁讲述团队如何做“减法”,打造可复制、可通用的商业航天“航班化”发射模式。秦铭蔚/摄

构型统一之后,动力系统统型是第二步。据胡久辉介绍,力箭二号共配备同一型号的十台液体发动机,一级安装九台、二级安装一台。一级的九台发动机可完全互换;二级发动机仅在一级基础上换装大喷管,以适应高空工作环境、提升工作效率。

成效已有所体现。根据中科宇航方面披露的数据,力箭二号遥二已在向工业化批产节奏迈进,“生产周期节省一半”,测发周期则被压缩到15天内。

与此同时,设施端也在为节拍让路。记者留意到,中科宇航在东风商业航天创新试验区已建起固体、液体运载火箭双发射工位,与总装测试厂房形成一体化矩阵,构成全流程发射设施体系。对此,公司方面称,厂房与工位同处一片场区,箭体转运距离短、状态交接少,“固液并举”的排期也有了穿插腾挪的空间。

在杨浩亮看来,这些改动的意义不止于“快”:“真正推动火箭研制组织模式,从过去单发定制化,转向可批量、可连续交付的工业化生产模式,支撑高密度发射。”

成本、回收与商业边界

对商业航天而言,发射成功只是商业闭环的起点。当前,全球商业发射市场的竞争逻辑已经相当清晰:SpaceX凭借火箭回收复用,把单位载荷发射成本拉低了一个量级,也拿走了全球商业发射市场的大部分订单。

因此,对中国商业航天来说,当运力供给和交付节奏逐步补齐,下一道题便是价格。在一次性使用的前提下,运力越大,单发成本越高——这也是力箭二号绕不开的账。

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发射前夕,力箭二号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区蓄势待发。秦铭蔚/摄

目前,中科宇航给出的解题方向是集束式回收:把助推器与芯一级作为整体模块一并回收,减少分离环节,以一套装置回收多套箭体模块。用廉洁的话说,这一路线既能“提高任务可靠性”,又能“进一步提升可复用火箭经济性”。

但回收是系统工程,涉及返回控制、结构承载、动力系统以及复飞能力保障。值得一提的是,中科宇航没有选择直接往入轨级火箭上叠加,而是走“先验证、再上箭”的工程化路径。“亚轨道运载器与入轨级火箭的一二级分离高度相近,面临的气动环境与核心难题基本一致,而且验证成本更低、风险更小。”廉洁解释称。

“回收路线上,我们计划在2027年一季度,由力鸿二号可重复使用运载器进行亚轨道百公里级回收验证,再把经过验证的发动机多次启动与变推、推进剂管理、导航制导和着陆控制等技术,向力箭二号运载火箭进行工程化适配,开展相关集成和飞行验证,推动力箭二号运载火箭具备回收复用能力,显著提升商业火箭经济性。”廉洁进一步介绍道,同时,力箭二号后续批次将逐步换装自研的力擎二号可重复使用发动机,一子级增加两个助推器后,还可演进为运力更大的重型构型。

随着回收复用能力逐步验证、构型持续演进,“力箭二号”轨道覆盖的边界也在向外延伸。廉洁表示,通过与自研的力巡一号上面级结合,“力箭二号”将承担地球同步转移轨道、地月转移轨道等发射任务,从近地轨道、太阳同步轨道向中高轨卫星部署与深空探测延伸。

无疑,向外延伸的轨道边界,解决的是“能做什么”的问题;对商业火箭公司来说,更硬的检验仍是“谁将为它付费”。除了国内组网需求,海外市场正在成为另一条逐渐打开的增长曲线。

海外市场的机会,来自一个正在扩大的供需缺口。当前,全球低轨通信星座(千帆、Starlink、OneWeb、亚马逊Kuiper等)建设迎来爆发期,但与之对应的则是全球商业运力供给严重不足,有星无箭、发射排队期长达数年,已成为全球卫星运营商的痛点。

今年7月,据相关媒体报道,有消息人士称,SpaceX已开始拒绝部分希望在2028年后采用猎鹰9号(Falcon 9)火箭执行专用发射任务的卫星运营商订单,并暂停未来拼车发射预订,转而由星舰执行任务。但当前SpaceX的星舰仍处于测试阶段。

这段窗口期,对于中国商业火箭企业而言,无疑是一个难得的出海机会。中科宇航方面称,力箭系列火箭已服务国内外客户近40家,其中国际客户6家,力箭一号主要面向微小卫星,力箭二号则把运力层级往上提了一个量级,可承接多星组网、多轨道面部署的通信星座,乃至有低成本货运补给需求的客户。

从成本、回收到国际化订单,中科宇航的后续布局也围绕三条主线展开。按照杨浩亮的表述:一是服务国家战略,承接卫星互联网大规模组网、空间站低成本货运等重大任务;二是夯实发射能力与节奏,以东风商业航天创新试验区的固液双工位为底座,坚持“固液并举”;三是拓展商业边界,在稳固发射服务份额的同时,布局太空制造、太空实验等新兴领域。

记者 马云飞

文字编辑 蔡淑敏

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