就在昨天晚上的19点,一枚全新火箭力箭二号遥一运载火箭,在东风商业航天创新试验区腾空而起,成功把三颗卫星送进了预定轨道。
消息一出,航天圈里立马就炸了。为啥大家这么激动呢?这就得说这枚火箭了。这枚火箭被圈里人叫做事“拼出来的火箭”。关键是它这次上天,是带着一个重要任务,给咱们中国空间站的新一代货运飞船“轻舟一号”的首飞,打前站的。
咱们不是已经有了天舟货运飞船了吗?运力已经很强了,为啥还要搞出来“轻舟”?
圈叔就来说说这枚“拼”出来的火箭,和即将加入空间站的天舟货运飞船,到底有多强!
力箭二号的基本数据,咱们需要提前了解一下。力箭二号全长53米,起飞重量625吨,起飞推力753吨。能把8吨重量的货物,送到500公里以外的太阳同步轨道中。如果只是送到近地轨道,也就是咱们所说的空间站轨道的话,运载能力可达12吨。
为啥叫“拼”出来的火箭呢,这就是要讲这火箭最绝的地方了。力箭二号的一级火箭,装了9台发动机。这个可是和力箭二号的大哥力箭一号完全不同,力箭一号的一级只有1台发动机。而且还有更绝的,那就是芯级和助推器长得一模一样。
在力箭二号的核心级和它两边的助推器,直径都是3.35米,长得一模一样,就和三胞胎似的。那为啥要这样设计呢?这其实就意味着,这款火箭的生产,能实现拼积木一样的零件通用,产线通用,实现大规模和快速化生产。
科学工作者为这种设计起了一个更为专业的名字,叫做CBC构型。全称叫“通用助推器核心构型”。那为啥要如此做呢?其实就是为了“年产20发火箭”的目标量身定做的。这种“拼”法,不仅降低了制造难度,还能大大提高研发以及生产效率。
这次发射,力箭二号不仅要自己首飞,并且还肩负着给“轻舟一号”货运飞船初样,做飞行测试的任务。为了能最终任务达到万无一失,团队还做了一个相当大的跨界尝试,那就是:船箭一体化设计。
传统的火箭,火箭设计火箭的,飞船设计飞船的,最后装一起,只要能装下就行。而现在这次就不一样了,设计团队把火箭和飞船当成一个整体来设计。这种船箭的“深度捆绑”,就是为了把成本打下来。
先是搞了个“弹道导航制导姿控的联合仿真和设计”。说白了,就是把火箭和飞船的余量拿出来互相补充,你多给我点,我多给你点,最后让整个系统的精度提到了能实现快速空间交会对接的要求。
其次,做了“船箭一体化耦合分析”。就是把飞船、飞船的支架和火箭的末级捆在一起做分析,找出整个系统里最薄弱的环节,然后针对性地进行加强。这样一来,整个结构更结实,也就能把多余的材料减掉,让飞船变得更轻。
最后,连使用流程都一体化了。以前是火箭测火箭的,飞船测飞船的,流程各走各的。现在是货船和火箭一起测试,一起走加注流程、发射流程,连货物装载都同步进行。
这一整套操作下来,效果立竿见影:飞船更轻了、火箭打得更准了、发射前的准备时间更短了、成本也更低了!
说完了火箭,咱们再来聊聊它这次运上去的“乘客”——轻舟一号货运飞船。
既然已经有了能运6吨多的“大力士”天舟飞船,为什么还要轻舟?
打个比方,天舟就像咱们家的大货车,适合大批量、周期性的“进货”,一趟拉得多。但有时候,可能只需要补点急需的实验设备、或者新鲜的蔬菜水果,这时候再开大货车,就有点“大材小用”了,成本也高。
而轻舟一号,就是那个灵活、便捷的“小面包车”。
它采用了一体化单舱构型,货物舱容积有27立方米,一次能带1.8吨的物资上去,还能带2吨的货物下来。这“带货能力”虽然比不上天舟,但贵在灵活。它里面配备了智能化的货物管理系统,甚至还有冷链柜!这意味着,未来咱们空间站上的航天员,可以更快吃到新鲜的果蔬,或者及时补充需要低温保存的科学实验样品。它内部有40个标准货格,冷链箱最大总容积300升,设计得非常精巧。
官方透露的运输成本大约是10万元/公斤。这个价格,比起天舟这样的大型货运飞船,在小批量、高时效的补给任务上,优势就非常突出了。未来,如果需要临时补个小件,或者做一些特殊的科学实验,直接派轻舟上去,又快又省。
它最大的好处就是可以随时待命。未来咱们的空间站要搞国际合作,或者有突发性的补给需求,不用像以前那样掐着发射窗口,轻舟可以快速响应,说发就发。特别是等可重复使用火箭技术成熟后,发射成本还会进一步降低。
所以你看,轻舟虽小,但它和天舟形成了一种很好的互补关系。一个负责大运力、大批量补给;一个负责小批量、高时效、低成本的快速配送。两者搭配,干活不累,能让咱们的空间站运营更加经济、高效。
一旦这次力箭二号搭载轻舟一号的飞行测试成功,咱们中国空间站就将正式开启“双货运飞船”时代!
其实,轻舟一号还不是全部。很多人可能还记得,之前咱们还提过一款叫“昊龙”的航天飞机,它也是为空间站送货的,而且人家还有一个更牛的本事——可重复使用。
“昊龙”航天飞机大约10米长、8米宽,是个灵活的“小个子”,它跟轻舟的运输能力差不多,但最大的区别是能回收。理论上讲,可重复使用的“昊龙”单次任务成本能降到一次性飞船的十分之一甚至更低。
不过,它原计划搭载的朱雀三号火箭首飞时还没轮上它。但别急,这玩意儿也在稳步推进中。如果一切顺利,未来咱们的空间站就可能迎来“三货运飞船”并行的时代。
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