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姚颂:正在追赶马斯克的中国商业航天,又迈出了一大步
最后更新: 2024-05-09 05:39:21问:是不是可以这样理解,发射成本越高,技术瓶颈打破的越快,那么发射成功率就越高?
姚颂:发射成功率和成本没有直接关系,马斯克的发射成本是全球最低的,但是他已经连续280-290次发射成功了。我觉得要发射成功,第一是要有一套工业化的体系作保障,而不是依赖于个别有经验的师傅或者专家去做检查。
第二则是火箭实现可回收后,会对火箭的可靠性和发射成功有巨大帮助。一次性火箭回传的遥测信号的带宽其实很低,因为不可能把火箭上所有的数据都传回来,但如果是可回收火箭,就能装上海量的传感器,把所有的数据采集回来,然后去分析哪里出了故障,通过不断回收逐渐把所有的故障排除。
通过这种方式,才能更好地提升火箭的可靠性。
问:从大众的视角里看,SpaceX是用不断的失败来迭代升级的,那么我们在研发火箭之前,是通过什么样的模拟方式来确保发射成功?
姚颂:没有任何人能保证火箭发射的成功,火箭是一个特殊的行业,所有的工作都做在发射前,在发射过程中出现了任何问题,都是没有能力去调整的,所以只能说我们对于火箭发射的信心目前比较充足。
路透社:在进入太空几分钟后SpaceX的星舰发射失败
回到刚才的问题,第一我们要做充分的地面试验,比如这一次我们发射火箭的技术最难点就是分离,所以去年7月和8月就在当地做了两次火箭助推分离实验,验证所有设计的可靠性。所有的核心零部件、核心的动态过程,也全部都做了很多实验,包括相关联的各个部分也做了仿真实验。
第二则是用充分的设计去保障整个火箭的安全性。比如我们的机构系数会有很多的冗余强度。这一次加的保障系数会比较充足,在很多可能会出现故障的核心零部件上,比如刚才提到的箭载计算机,我们就有备份的箭载计算机,能够在10毫秒级别进行切换。在爆炸螺栓等敏感结构上,我们会加上一次失效保障,有的甚至会加上二次失效保障,如果主系统、备份系统都没工作,还有第二个备份系统能让它完成工作。
第三是我们的整个技术团队做的非常细致,这一点和做芯片很像,大家会逐毫秒地仔细核对整个火箭飞行动态中会遇到哪些事件,然后把所有这些可能发生的事件全部都仔细梳理弄清楚,所以大家是把所有能够想到的事情都非常细致的解决了。
当然还是回到那句话,能想到的都能解决,但火箭如果真的发生问题,就是你没有想到的,所以我们还是信心满满的去做这一次的发射,但是像“保证”两个字我们确实是不敢说的。
问:“引力一号”和引力二号在发动机和推进剂方面都有所不同,这是出于什么样的考量?
姚颂:从历史来看,2015-2016年之间出现了第一批火箭公司,随后断了一两年,2018-2020年又出现了一批公司,这其中包括星河动力、天兵、中科宇航以及东方空间。
为什么会在这个时间段内出现一批新企业?因为在那个时间点上,中国卫星互联网的筹备组成立了,包括长河卫星开始批量发射了一些遥感卫星,大家这才发现市场上有很多真实的商业需求没有得到满足。
这四家企业有一点非常有趣,里面有三家企业(星河动力、中科宇航和东方空间)是做固体火箭的,没有做甲烷。因为大家考虑的是去满足客户需求的紧迫性。考虑到整体供应链的成熟度、技术的成熟度、成本控制等诸多因素,我们自己做了固体到液氧煤油的规划,第一个考虑的要素就是尽快推出一款运载能力足够大、成本足够低、可靠性足够高的主力商业火箭,能够参与到现有的所有发射任务中。类似于理想汽车的增程式,听起来技术不是最先进的,但通过系统的方式把它综合起来,做成一个市场上极具竞争力的产品。
我们的引力一号目前也是中国民营商业火箭型号里,最受客户认可、签署卫星发射合同最多的火箭,可能没有之一。后续我们估计也会遇到一些瓶颈,比如运载能力的进一步提升难度还是相对较大,而且它也不太可能做到可回收,所以后面我们肯定是要往液体发展。
我们在这一个阶段做到了运载6.5吨,拿到了几百颗卫星的发射合同,卖得比较扎实。液体火箭发动机的研发生产制造基地也已经在无锡落地,可能在2024年内,我们就能争取时效内第一次的回收实验。
东方空间航天动力产业园落地无锡 图源:东方空间
问:目前国内商业航天的发展主要还是集中在发射领域,更多偏向于进入空间的能力建设这一块,在应用方面相对比较弱。对于未来卫星发射市场,东方空间有什么参与计划?
姚颂:从去年年底开始,整个火箭行业的投资市场相对回暖,这是基于大家有了卫星互联网等应用需求,对于未来发射市场的容量有了乐观预期。
整个2023年,SpaceX应该发射了超过90次“猎鹰9”的回收,每一次的发射量大概是18吨左右,就算90乘以18,也有1620吨,而全中国去年的发射总质量可能只有100多吨。
如果以10万人民币一公斤的发射价格计算,一吨是1亿元人民币,如果按照5万一公斤的发射价格计算,一吨是0.5亿元人民币,这意味着用SpaceX去年的发射量套上中国当前的商业发射价格,那就是一个一年1000多亿的市场。
随着我们国家的卫星互联网,还有上海等地方的卫星互联网,包括银河航天等商业的卫星互联网出现,在2030年左右,我们一年至少有2000-3000颗的发射量需求,而且那个时候有可能直接到了星链二期,也就是单星在1吨左右,一年光商业发射的需求量在2000-3000吨左右。
到那个时候,我们的发射成本可能已经下降到马斯克当前的成本,发射价格可能在2-3万人民币一公斤,也就是每吨大概在0.2-0.3亿元。这么算下来,一年大概有400-600亿的发射市场。我个人之所以对整个行业持开放态度,同时也和所有同行保持良好的关系,包括私人关系,就是因为我觉得火箭发射市场是一个正在迅速打开的市场,目前基本上不存在相互之间的直接竞争。
至少在2030年以前,我认为各家公司只要能把运载能力足够大、可靠性足够高、价格足够便宜的火箭造出来,基本上不会缺卫星互联网发射的订单。
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