固体运载火箭日益“壮大” 中外团队持续提升运载能力

固体运载火箭以其操作简捷、响应快速、发射高效而受到青睐，却因制造、运输条件所限，大部分运载能力不高。随着中外研究团队不断改进，固体运载火箭正在日益“壮大”。

中外团队持续提升运载能力

700千米太阳同步轨道运载能力达到1.5吨的欧空局织女星(Vega)火箭是个中代表。欧空局正在研制推力更大的织女星—C火箭，将把运载能力提升至2.2吨。中国也在积极研制更大的固体运载火箭，其中包括中国航天科工集团研制的“快舟一号甲”“快舟十一号”，中国航天科技集团研制的“长征十一号”“长征十一号甲”等。

记者20日从北京中科宇航探索技术有限公司获悉，他们已公布两型固体运载火箭计划：中科一号甲(ZK—1A)计划于2021年9月首飞、2022年具备商业发射能力;中科二号(ZK—2)计划于2022年12月首飞、2023年具备商业发射能力。中科一号甲火箭和中科二号火箭的起飞质量分别为135吨、343吨。

中科宇航相关负责人表示，上述两款固体运载火箭的近地轨道运载能力将达到2吨至4吨，起飞重量在全球现役、在研固体运载火箭中位居前列，将有效满足全球尤其是中国商业航天发射的旺盛需求。

中科一号、二号各有“内功”

具体来说，中科一号火箭经过简化构型衍生出中科一号甲(ZK—1A)和中科一号乙(ZK—1B)。中科一号火箭的芯一级到芯四级分别使用200吨级、100吨级、50吨级和10吨级固体火箭发动机，近地轨道运载能力可达3吨。其中，中科一号甲火箭为无助推型号，近地轨道运载能力约2吨，700千米太阳同步轨道运载能力为1.33吨。

中科宇航相关负责人解释说，通过模块化和组合化设计，中科一号火箭及其衍生型中科一号甲、乙型号覆盖了近地轨道2吨至3吨的运载能力范围，可满足很大一部分近地轨道任务的发射需求。

中科二号火箭则是“胖子”，在2.65米直径固体火箭芯级外侧捆绑并联两枚同样的固体助推器，火箭总长度39.7米，起飞质量343吨，700千米太阳同步轨道的运载能力约3.55吨。它还使用大尺寸整流罩，可满足大中型卫星或大数量小卫星组网发射需求。

上述负责人特别提到，中科二号火箭使用通用助推芯级(CBC)方案，其优势在于简化设计、制造和流程控制，最大程度缩短研发周期和成本。

“首飞”在即火箭还有看点

据介绍，为简化发射准备操作流程，中科一号甲火箭使用了地面测发控和箭上航电一体化设计，可用笔记本远程控制发射。发射系统采用“三平一垂”设计，将减少租金成本。

中科宇航相关负责人表示，目前中科一号甲火箭和中科二号火箭的研制进展顺利。以中科二号为例，根据设想，待其成功“首飞”后还可通过更换液体末级组成固液混合火箭以进一步提高运载能力，拓展发射灵活性及适应性。

值得一提的是，在追求低成本的同时，中科宇航方面也瞄准多项技术先进性，比如拥有较高的运载系数——即入轨载荷占火箭起飞质量的比例，目前测算中科一号甲火箭近地轨道运载系数将超过1%。(张素 李刚)