今天【明鉴vast】带大家走进商业火箭，一起了解下商业火箭的前世今生及未来发展趋势。据美国卫星工业协会(SIA)2023年6月的报告显示，2022年全球航天经济体量约3840亿美元，与商业人造卫星相关的火箭发射、卫星制造、地面装备以及应用服务四大产业总占比达73%，规模高达2810亿美元。其中，卫星制造领域规模达158亿美元，相比2021年的137亿美元增长了15%。这些数据充分展示了商业航天产业的蓬勃发展态势。
01 国内外商业火箭发展历程
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a.早期探索阶段（20世纪50年代至80年代）
商业火箭的发展可以追溯到20世纪50年代，当时各国开始尝试发射人造地球卫星，标志着人类正式迈入太空时代。1958年，美国成功发射了第一颗人造地球卫星“探险者1号”（注释），不仅是航天技术的重大突破，也开启了商业卫星发射服务的先河。随后，1962年美国通过了《通信卫星法案》，进一步推动了商业卫星发射服务的发展。
在中国，虽然早期的航天活动主要由国家主导，但商业航天的概念也逐渐萌芽。随着航天技术的不断积累，中国开始为商业航天的发展奠定基础，开启快速迈进模式。
b.商业化兴起阶段（20世纪80年代至21世纪初）
20世纪80年代是商业航天快速发展的时期。1980年，美国Space Data Corporation发射了世界上第一颗商业卫星，标志着商业航天时代的正式开始。随后，1982年美国Space Services Inc.成功发射了第一颗商业火箭，这一事件标志着商业航天开始从概念走向实践。
再回到我们国家，虽然商业航天的正式起步稍晚，但近年来发展迅速。2015年，国家发改委等部门联合发布了《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》，明确鼓励民营企业发展商业航天，这标志着中国商业航天的发展正式起步，进入新的增长时代。
c.技术创新与突破阶段（21世纪初至今）
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在中国，商业航天企业也在技术创新方面取得了显著成果。例如，蓝箭航天成功发射了全球首枚液氧甲烷运载火箭，星际荣耀成功研制并验证了液氧甲烷可重复使用火箭发动机等。这些技术突破不仅展示了中国商业航天在技术创新方面的实力，也标志着中国在商业航天领域的制造能力正在不断提升。
进入21世纪，商业航天迎来了技术创新与突破的新阶段。2006年，美国NASA推出了COTS计划，旨在推动商业低轨道航天运输能力的发展。这一计划推动了商业航天技术的快速发展，涌现出了一批具有创新能力的商业航天企业。
02商业火箭未来趋势
在未来，商业火箭的发展将继续受到技术创新的推动。随着火箭发动机、材料科学、控制技术等领域的不断进步，商业火箭的性能将不断提升，成本将进一步降低。这将为商业航天的广泛应用提供更加坚实的基础。
随着太空旅游、太空资源开发等市场的兴起，商业火箭的市场需求将不断增长。未来，商业火箭将不仅用于卫星发射等传统领域，还将广泛应用于太空旅游、太空资源开发等新兴领域。这将为商业火箭的发展提供更加广阔的市场空间，在这一点上小编还是很期待有一天可以实现星际旅游。
太空开发是人类共同的财富，未来商业火箭的发展将更加注重国际合作。各国将共同参与太空开发和探索，推动人类文明的进步和发展。同时，国际合作也将促进商业火箭技术的交流和共享，推动全球商业航天产业的共同发展。
03对社会的贡献和价值
首先商业火箭的发展推动了航天技术的不断进步。通过技术创新和突破，商业火箭在性能、成本等方面取得了显著成果。这些成果不仅为商业航天的广泛应用提供了有力支持，也为其他领域的科技进步提供了重要借鉴和参考。
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其次商业火箭的发展对经济发展具有重要推动作用。商业火箭的发射服务为卫星制造、航天器维修等相关产业提供了市场需求和发展机遇。商业火箭的广泛应用将带动太空旅游、太空资源开发等新兴产业的发展，为经济增长提供新的动力。
最后商业火箭的发展激发了人类对太空的探索精神。通过商业火箭的发射和太空探索活动，人们可以更加深入地了解宇宙、认识地球，从而激发对未知世界的好奇心和探索欲望。这种探索精神是推动人类文明进步和发展的重要动力之一。
04 技术层面和优秀的企业
a. 中国，商业航天企业蓝箭航天成功发射了全球首枚液氧甲烷运载火箭“朱雀二号”，标志着中国在商业航天领域取得了重要突破。此外，星际荣耀也成功研制并验证了液氧甲烷可重复使用火箭发动机等关键技术。这些企业的成功不仅展示了中国商业航天的实力，也为全球商业航天产业的发展提供了有力支持。
图源蓝箭官网
b. 技术上看商业火箭的动力装置系统，就像是火箭的“心脏”，为其提供强大的推力，驱动其穿越大气层，直指浩瀚星空。以SpaceX公司的“猎鹰”9火箭为例，其一级助推器搭载了9台梅林（Merlin）1D发动机，每台发动机在海平面上的推力可达845千牛，而在真空环境下更是能提升至914千牛。这种强大的推力，得益于先进的发动机技术和燃料选择——三乙基铝-三乙基硼烷（TEA-TEB）自燃混合物作为点火剂，以及液氧和煤油作为推进剂，确保了火箭能够迅速获得足够的速度，摆脱地球引力。
c. 商业火箭的回收与复用技术，是近年来航天领域的一大创新亮点。同样以“猎鹰”9火箭为例，它能够在完成发射任务后，通过精确的控制和导航技术，使一级助推器安全返回并降落在预定的海上回收平台上，甚至能够实现陆上回收。这一技术不仅极大地降低了发射成本（据称SpaceX通过回收复用技术将单次发射成本降低了约70%），还减少了航天活动对环境的污染，展现了绿色航天的理念。在回收过程中，火箭需要克服复杂的气动环境、高温高压等极端条件，这背后离不开先进的热防护材料、制导控制算法以及精密的飞行控制系统等多方面的技术支撑。
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d. 商业火箭的箭体设计，是航天工程师们智慧和创造力的结晶。为了在保证结构强度的同时减轻重量，提高飞行效率，箭体通常采用高强度、低密度的材料制造，如铝合金、钛合金等。同时，箭体还需要具备良好的空气动力外形，以减少飞行过程中的阻力。以“猎鹰”9火箭为例，其箭体直径为3.66米，高度达到70米，但整体质量却控制在了550吨左右。这种轻盈而坚固的设计，使得火箭能够在保证运载能力的同时，获得更高的飞行速度和更远的射程。
e. 商业火箭的控制系统，就像是火箭的“大脑”，负责监控火箭的各项参数、调整飞行姿态、确保安全飞行等任务。控制系统由制导和导航系统、姿态控制系统、电源供配电和时序控制系统等多个部分组成。在飞行过程中，控制系统需要实时接收来自火箭各个部位的传感器数据，进行快速分析和处理，并根据预设的飞行程序和实际情况做出调整。
05 结语
国内外商业火箭的发展历程经历了早期探索、商业化兴起和技术创新与突破三个阶段。未来随着技术创新的持续推动和市场需求的不断增长以及国际合作的加强等趋势的影响，商业火箭的发展将迎来更加广阔的前景。同时商业火箭的发展也将对科技进步、经济发展和激发人类探索精神等方面产生深远影响。
1、注释：1957年，苏联发射了第一颗人造地球卫星--《伴星一号》
2、名词：千牛是工程设计、力学计算中的常用单位，是力的单位，而千克是质量单位，不能与质量直接换算。
根据1kN=1000kg X 1m/s^2，地球表面重力加速度为g=9.8m/s^2，所以1吨的质量产生的荷载效应为9.8kN=1000kg X g。
因此，在地球表面，1kN=（1000kg /9.8）X g，1千牛约相当于102千克的物体的重力。
联系邮箱：kaitianpidi2023@163.com
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