界面新闻记者 |
商业航天赛道趋热，大湾区迎来液体发动机领域首个大型试验中心。12月2日，中科宇航液体动力系统试验中心在广州从化区开工。中科宇航公司董事长兼总裁杨毅强在开工仪式上表示，动工的试验中心是大湾区乃至华南地区第一个大型航天试验中心，计划于2024年12月竣工投产。
“明年年底，我们将在这里看到大型液体动力点火试车的场景。”杨毅强指出，这将促进液体火箭高密度发射能力的形成和火箭可重复使用技术的突破，在最短时间内形成液体发动机的批量生产能力。
火箭发动机是火箭从研制、生产转入发射试验的重要环节。据介绍，该试验中心建成后，将具备200吨液体火箭发动机的试车能力以及400吨液体火箭动力系统的试车能力，基本上能够覆盖我国未来10年内主流动力的水平。
200吨发动机的推力意味着中科宇航将目光放在了大推力星座组网的任务之上，并指向更大的交付能力。“中科宇航明年将再次发射6枚火箭，这也是一个增量式的发展。后续液体火箭会承担更多卫星组网的发射任务，未来目标是达到每年100枚发动机。”中科宇航副总裁杨浩亮接受界面新闻采访时表示。
可回收技术、批量化生产、提高发射频次，降本增效已成为商业航天脱颖而出的关键。
大湾区首个大型航天试验中心
发动机试车台的建设离不开两方面考量：从区位上看，要求远离市区、处于偏僻和空旷地段；从技术上看，落地城市需具备一定的工业基础和科研资源。
这亦是“广州后花园”从化被选中的原因。“我们研制的运载火箭及所有发动机、动力系统，是技术难度极高且存在极大发展潜力的行业；而广州有很好的制造业基础。在从化建立试车台，从产业和技术的角度来看，两者匹配性高度吻合。”杨浩亮告诉记者。
传统的航天企业，一般坐落于北方的重工业城市——酒泉是发射工位和技术厂房的聚集地，山东、陕西等地分布有试车台和试验中心。广东更多以电子等轻工业为主，此前在航天版图中相对空白。
“商业航天赛道不断扩大，也意味着广东将投入更多精力到商业航天领域。对于卫星互联网、新基建，也会有新的经济增长。”杨浩亮认为，大湾区在电子信息、半导体、人工智能等领域的基础优势，会给产业链提供大量帮助，“一个火箭包括箭体结构系统、动力系统、总体系统、发射支持系统等，是工业化集成和科技量很高的产品，广州先天优势是软件、电子行业，能进一步提升火箭的技术水平。”
“建成之后，相当于最重要的动力环节、航天系统可以在广州自主闭环和形成批产能力，满足我们后续液体运载火箭的高密度发射服务。”杨浩亮说。
这是中科宇航第三次在大湾区进行布局。此前，公司总部迁到广州南沙，未来将作为融资和上市平台；今年1月，国内首个全产业链商业航天产业化基地——中科宇航产业化基地在广州南沙落成投产。
从化和南沙分别位于广州的最北端和最南端。杨浩亮提及，两者对于运载火箭系统来说是相辅相成的角色：“南沙主要是火箭的总装、总测和集成，从化将是整个动力系统的研制，相当于从化生产动力系统，在南沙组装。”
可回收技术将节省70%-80%成本
2023年距离中国进入商业航天元年已过去8年。目前估值最高的商业遥感卫星公司长光卫星已进入上市受理阶段；技术层面，天兵科技液体商业火箭天龙二号首飞成功，中科宇航力箭一号遥二运载火箭“一箭26星”发射，刷新了中国一箭多星最高纪录。
运载火箭正从定制化生产转向批量化生产。和“国家队”相比，商业航天最突出的增量体现在成本上，降低发射成本成为必选题。最典型的例子莫过于SpaceX，这家巨头通过批量化生产通用型的航天器，大幅降低成本，其回收技术已经可实现十几次的回收和再使用。
根据规划，2025年之后中国将陆续发展星座组网服务，低轨互联网、星座计划将是未来的重点工程，也对大推力火箭、批量生产能力提出需求。为此，各商业航天公司将目光转向中大型液体火箭与可回收技术。
相较于“国家队”专注于深空探测、空间站建设，商业航天的增量市场主要是卫星互联网和新基建建设。传统的空天业务主要包括遥感、通讯、导航卫星、载人航天、升空探测以及货运飞船。而未来商业航天将不只开展这些业务，同时也承担着提高发射频次的任务。
为了实现大推力、多载荷、大载荷的发射任务，有必要不断提升火箭发动机的性能。杨浩亮分析道，液体动力试验中心对降本的影响，主要体现在动力系统发动机的研制上：“我们采用开式液氧煤油发动机，把发动机推力提到了110吨，推力调节可做到60%-110%。”
“试验中心的建立标志着可以试验更多的发动机。发动机对于火箭来说，是必要的动力系统，发动机不断提高推力，从而大幅提升火箭的运载能力，也意味着可以以更少的价钱进行更多的发射服务、提高发射频次，我们也可以将所有成本进行更有效的平摊。”杨浩亮说。
从化试验中心也对商业火箭可回收关键技术起到推动作用。据悉，该中心可满足三次启动要求，瞄准了升级为可重复使用发动机的目标。“回收技术成熟后，所有的箭体结构、发动机能够重复使用，整体维修、维护以及再检查、再次发射的成本可以大幅降低，费用大概能减少70%-80%。”杨浩亮告诉界面新闻，可回收使用技术是最有效的降低成本方式，也是目前中国商业航天非常关键的一环，“我们正在研制中，尚未达到工程用的阶段。”
可重复使用火箭可大幅度降低进入空间的成本，一方面是技术迭代的更新，另一方面体现了降本增效。中科宇航也在布局液体火箭首飞。“力箭二号”是中科宇航在研的一款中型液体运载火箭，起飞推力751吨，SSO运载能力7.8吨，LEO运载能力12吨，计划于2025年6月首飞；首发任务是低成本的货运飞船，标志着将进入星座组网和大型载荷空间任务。
杨浩亮认为，当下商业航天已从1.0时代进入2.0时代：“1.0时代是能力上的比拼，各家是否具备制造和发射火箭的运载能力；2.0时代是商业化的竞争，讲究运营火箭市场的能力。至于3.0，可能就是技术、经济、运营多方面的综合比拼。”
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