近日,中国航天领域再次迎来令人瞩目的新动向——由中科宇航研制的“力箭二号”运载火箭即将在8月首飞,而这一次,它不仅仅是试飞,更是“带着任务”:
承担新一代货运飞船——轻舟飞船的初样试验发射任务,直接迈入“首飞即执行任务”的实战化阶段。
乍一听,或许有人还在疑惑:我们的“天舟货运飞船”不够用吗?为何还要再造一艘“轻舟”?实际上并非如此!
作为我国空间站货运系统升级转型的“起点一役”,先介绍一下承担本次任务的新型运载火箭——力箭二号。
力箭二号作为中国新一代中型液体运载火箭,堪称“天赋异禀”:
这款由中科宇航自主研制的中型液体运载火箭,采用三级构型设计,通用芯级直径达到3.35米,总长52米,起飞质量628吨,起飞推力达766吨。
其具备在LEO轨道(近地轨道)投送12吨有效载荷、在SSO轨道(太阳同步轨道)投送8吨的能力,完全可胜任大多数中大型卫星、空间舱段与新型飞船的发射任务。
从数据上看,它不仅是中型火箭中的佼佼者,更是目前国内在商业航天中最接近国家队水平的一款液体火箭。
更关键的是,这是一款定位于“高性价比、高发射频率”应用场景的火箭,旨在解决当前我国部分中型载荷运力断层的瓶颈问题。
过去的几年里,中国航天节奏不断加快,不论是空间站三舱建成,还是探月、探火计划的密集推进,都显示出一个趋势:我们不再满足于“点式突破”,而是在向体系化航天能力跃进。
其中,最直接的瓶颈之一,就是火箭发射能力的多样化与高频化。
目前,我国执行航天发射任务的火箭主要还是依赖长征系列,该系列虽然运载能力强,但在发射频次、响应速度上难以满足更灵活的任务需求,更多承担着国家级任务,民用与商业星座难以频繁调度。
比如,我国在建的低轨卫星——星座计划,无论是“GW星座”还是“G60星链”,都已明确提出数千颗以上的部署规划。
卫星有了,产线也跟上了,但真正制约星座规模化运行的,恰恰是发射能力的制约。
而长征系列不可能做到大批量发射,如果力箭二号这类具有通用性与高性价比的液体中型火箭实现批量化发射,正是填补这一空白的“齿轮”,成为未来我国低轨星网密集组网的发射中坚。
按原计划,力箭二号将在2024年9月进行首飞。但近期官宣的调整中,其首飞时间被提前至8月底,看来整体系统状态是非常乐观的。
目前,火箭总装已接近完成,地面测试已全面展开,进入最后的状态确认阶段,相关载荷也基本就绪——这意味着,一旦窗口期到来,可随时点火发射。
当前,比星网更具现实意义的,还是这次任务的核心载荷——搭载的轻舟货运飞船。作为中国空间站新一代补给系统的重要组成,轻舟飞船的出现将解决现有天舟飞船“又强又重”的结构性限制。
任何一个成熟的空间基础设施体系,都不可能依赖单一运输工具维持运行。
以国际空间站为例,过去20年内,其货运体系先后使用过美国的“龙飞船”、俄罗斯的“进步号”、日本的“HTV”以及欧洲的“ATV”,各具特长,互为补充。
显然,在我国空间站稳定运营的状态下,我国也要走上这条多元化发展道路。
天舟系列至今表现其实是无可挑剔的,2小时快速入轨、2年3艘的高发射频次,为空间站建设立下了汗马功劳,但这种“大体量、高配置”的补给船并不适用于所有场景。
首先,天舟飞船起飞重量大、制造周期长、成本高,并不适用于“临时性、小批量”的货物投送任务;
其次,其发射窗口、轨道耦合和对接策略往往依赖较多地面调度资源,难以做到“高弹性”发射;
更重要的是,随着中国空间站在未来几年内向国际合作全面开放,面对国际项目对“定制化补给”的需求,天舟的通用性也开始显得不那么“灵活”。
于是,轻舟飞船的研制应运而生。
这是一款采用一体化单舱设计的中型货运飞船,货舱容积为27立方米,专为灵活、多元、快速补给而设计。
它能够搭载航天员日常消耗物资、饮用水、新鲜食品,也能携带科学实验设备和微重力研究器材,是一个名副其实的“太空多用途模块”。
这使得轻舟飞船成为未来空间站多任务交替、国际协同实验和特殊需求补给的理想平台。
根据计划,轻舟货运飞船将于2025年完成初样飞行测试,2026年正式投入空间站运行,届时与天舟系列形成能力互补。
一个重量级、长期稳定运行;一个灵活机动、快速反应——这种“高低搭配”的双飞船结构,将提升我国空间站的任务适应性,满足后续任务多元化的需求。
根据中国载人航天工程办公室发布的信息,我国空间站已启动“三舱升级六舱”的布局,轨道舱会扩容为支持4人至6人长期驻留的更高密度的轨道作业任务。
在这种情况下,空间站的货运补给需求也将呈现出“连续、高频、多样”的全新态势。
依靠天舟一艘船显然无法满足,而轻舟的加入就恰到好处了!
你以为有了“天舟+轻舟”就够用了?我国第三款货运飞船——昊龙航天飞机,也已经研制成功了。
下一步计划搭配可重复使用的朱雀三号运载火箭系统,构建“轨道飞行+太空回收”的双向运输能力。
未来,货物不仅要送得上去,还能带得下来。从送水送氧,到运回实验样本乃至实现在轨资源循环利用,中国空间站运输系统的终极目标,正是形成“送、补、回”一体化闭环。
而届时,我国将形成以“天舟重型飞船”“轻舟中型飞船”与“昊龙航天飞机”三位一体的空间站货运体系,实现灵活补给、高频调度、可控回收的全方位支撑能力。
因此,这一次力箭二号的首飞,已经不仅是一款火箭发射的突破,它也将为我国太空补给战略框架按下启动键。
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