“快舟11号”从海上浮动平台发射升空
到目前为止,中国航天科工集团公司已经发射了10多枚快州一号系列火箭。“未来五年,航天科技将提高商业航天系统的能力,缩短商业火箭发射的准备时间和频率,并进一步研究运载火箭的再利用以降低成本,”航天科技首席工匠付志民说。
该集团计划到2023年将快州系列火箭的发射次数增加一倍,到2025年在固体火箭技术上领先世界。目前公司正在研制直径4米的快舟21和快舟31固体火箭,可分别向低轨输送20吨和70吨载荷。第一次发射预计将在2025年左右进行。
快艇1号火箭将在地面上竖立起来后准备发射
在空天飞机真正成熟之前,运载火箭将是至少20年内最重要的航天发射方式,所以各国仍在大力发展各种类型的运载火箭。比如中国的长征五号到长征九号,一系列适合各种轨道的运载火箭,都在积极研究开发中。然而,大多数型号是液体燃料运载火箭,其特点是成本高,准备时间长。
因此,为了降低成本,加快发射速度,我国积极研发固体燃料运载火箭。之前已经发射过10多架快州-1系列运载火箭。火箭发射大多是一箭二星,但最多也发射过一箭九星,六小时内实现了两次连续发射。
目前世界主要固体运载火箭参数图
但快州一号火箭存在运载能力小的问题。例如,蒯州-1A可以将200公斤的有效载荷送入700公里的太阳同步轨道,甚至最新的蒯州-11也只能将1000公斤的有效载荷送入700公里的太阳同步轨道,远远不能满足中国对这种火箭的巨大需求。
因此,为了满足中国对航天的新需求,更大更重的快舟21和快舟31固体燃料运载火箭被列入研发计划。其中,快舟21的低轨运载能力为20吨,快舟31的低轨运载能力为70吨。就连上面说的液体运载火箭也达不到这么大的重量。
除了固体运载火箭,中国还有一个两级轨道计划
但是,与液体燃料运载火箭相比,固体燃料运载火箭最大的优点之一是体积大大减小,另一个优点是准备时间短。比如蒯州-21将达到罕见的4米直径,火箭又大又强,一次可以发射200多颗卫星,将远远超过此前南亚大国印度创下的每箭104星的世界纪录。
体积和重量更大的快州-31更强大。预计低轨运载能力将由20吨的蒯州号-21大幅提升至70吨。即使是天宫二号,在整流罩尺寸允许的情况下,也可以一次性升空。
连载快艇火箭的运载能力越来越强
现在,快舟21和快舟31固体火箭的技术研发正在稳步推进,第一次发射计划在2025年左右进行。如果快州-21能够与世界航天大国并驾齐驱,那么快州-31将成为世界上最大的固态运载火箭,不仅可以用于发射超大型空空间站,还可以用于深度空探索,例如向木星和水星发射宇宙飞船。
更重要的是,快州-11/21/31系列运载火箭可以在内陆航天发射场发射,也可以在大型海上平台上发射,从而将发射成本降低到1万美元以下,从而获得大多数国际卫星发射订单。
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