探索星路 造“能賺錢”的火箭
【《中國新聞》報記者李騰飛報道】與多數火箭使用白色涂裝不同，“谷神星一號”箭體是黑色的。因為使用了國產碳纖維材料，這款國內唯一通體黑色的運載火箭重量輕了1310公斤，衛星運載能力提升了接近100公斤。對于民用航天企業來說，這100公斤就是產生利潤的空間。拋開神秘的行業屬性，遵循企業生存的法則，星河動力航天——這個剛滿4歲的“后來者”，正在構建出一枚商業運載火箭應該有的樣子。
2021年12月7日，星河動力航天自主研造的“谷神星一號”運載火箭“一箭五星”成功發射。受訪者供圖/《中國新聞》報 發兩個驚喜 事關商業火箭的未來
在北京亦莊經濟技術開發區，以榮華南路為經、地盛街為緯，圈出的一片區域，被稱為中國的“火箭一條街”，聚集著180家星箭網絡關聯企業，成立于2018年的星河動力航天公司便坐落其中。
2021年12月7日，由星河動力航天自主制造研制的“谷神星一號”(遙二)運載火箭載荷5顆商業衛星，沖向蒼穹，讓這家商業火箭民企迅速成為行業和輿論的焦點。
“連續成功，一箭五星。”回憶起這次發射，星河動力航天創始人兼CEO劉百奇對《中國新聞》報說出兩個驚喜，因為這事關一款商業運載火箭的未來命運。
2020年11月7日，星河動力航天自主研制的“谷神星一號”(遙一)運載火箭首飛成功，將“天啟星座十一星”送入預定軌道，這是中國民營商業火箭首次進入500公里太陽同步軌道。
“火箭最重要的就是穩定性。”劉百奇解釋，星河動力航天的兩次連續成功發射，標志著民用火箭產品從研發走向應用，可以為市場提供穩定發射服務，推動整個行業形成有效商業閉環。
據了解，中國商業航天事業起步較晚，但發展趨勢清晰，尤其是商業衛星領域，已經呈現出低軌化、小型化、組網化的發展趨勢。相關數據顯示，到2025年我國預計將發射超過3500顆衛星，而國內發起星座總計劃數量已突破10000顆。
劉百奇表示，面對這種趨勢，一箭多星將是未來火箭的主要發射形態，星河動力航天成功實現一箭五星，也意味著企業具備為客戶實現定制發射服務的能力。
星河動力航天的工作人員正在檢查設備。受訪者供圖/《中國新聞》報 發后來居上 商業發射瞄準市場需求
中國商業航天自2014年興起，商業火箭、商業衛星等企業陸續成立，在北京市亦莊的“火箭一條街”，星河動力航天屬于“后來者”。在劉百奇看來，這也是公司優勢所在，可以吸取前人經驗教訓，少走彎路。
從2015年開始，在國家鼓勵社會資本進入航天領域的大背景下，中國第一批民用航天開拓者出現，陸續有國家航天系統的員工離職創業。面對未知商業領域，大部分早期火箭公司所采用的是“仿制+系統集成”的發展思路。
“直接購買發動機和控制系統，模仿體制內的某一型號火箭，快速實現發射，搶占先機，在早期這個思路也沒錯。但問題在于，曾經滿足國家戰略發射需求的火箭，不一定能滿足商業市場需求。”劉百奇分析。
更重要的是，不掌握核心技術，就做不出最符合市場需求的火箭。關于行業痛點，劉百奇介紹：“國內衛星公司幾十家，每家衛星不一樣，很難在同一個時間點，找齊去同一目的地的衛星，這就是市場現狀。”
降本增效 造“出租車”也造“大巴車”
劉百奇一直強調“零散發射”的概念，“谷神星”系列火箭產品能夠準確為這部分市場提供解決方案，成為市場里的“出租車”，“同時還要把價格做到和大巴車一樣”，劉百奇說。
為了實現這樣的目標，星河動力航天在民營商業運載火箭上首次使用固體推力矢量控制、垂直自瞄準等技術；使用低室壓、高比沖、高裝填比的姿軌控動力系統，實現減重增效；面向低燃料消耗的火箭滾動通道簡約控制技術，實現運載效率大幅提升。
“做這些技術創新，就是為了在不損失可靠性的情況下，提升火箭性能，實現降本增效。”劉百奇說，國內發射1公斤載荷費用15萬至20萬元，如果優化得好，就能多帶載荷，實現更多商業價值。
面向大型星座組網方面的市場需求，劉百奇表示，星河動力航天自主研制的“智神星一號”可重復使用液氧/煤油運載火箭就好比“大巴車”，能提供低軌運載能力不小于5噸，拓展捆綁構型低軌運力可達14噸，設計重復使用次數50次。
目前，“智神星一號”運載火箭的主動力裝置“蒼穹”50噸級可重復使用液氧/煤油發動機已完成全系統試車，該發動機是國內首款采用針栓式噴注技術的大推力液體火箭發動機，具備深度變推能力，是200-300噸級液體火箭垂直回收的最佳選擇。其針栓噴注技術、多回流渦球錐形燃氣發生器、同軸雙吸渦輪泵、多功能一體化組合閥均屬國內首創，國際領先。
據悉，“智神星一號”火箭將于2023年入軌首飛，爭取在2025年到2026年左右實現入軌回收。
民用航天 需要更加清晰的產業規劃
2021年9月，星河動力航天先后入選北京市級、國家級“專精特新”小巨人企業名單。“人才基礎好，地方政府懂，政策支持多。”對于北京的產業優勢，劉百奇深有感觸，“我們目前也拿到了北京市政府的發射保險補貼”。
今年初，《北京經濟技術開發區支持星箭網絡產業發展的實施辦法(試行)》發布，對年產值首次突破一定規模的企業，按不同檔次給予資金獎勵，最高1000萬元；對符合納入“白菜心”工程條件的星箭網絡企業的研發費用資金支持力度最大，最高5000萬元。
此外，對在北京經開區依法從事星箭研發、生產或發射經營的企業，給予商業發射保險貼費不超過市級標準1：1的配套資金支持，對成功入軌的同一型號火箭，給予第1-3發不超過發射測控服務費50%的資金補貼。
如何促進中國民用航天經濟高質量發展？除了產業扶持政策，劉百奇認為，從國家層面到地方政府，都需要一個更加清晰的產業規劃，明確商業航天發展路線圖，推進衛星應用場景開發，堅定企業發展信心，避免項目重復建設。
近年來，商業航天企業已積累了大量具有創新性和引領性的技術和成果，但企業參與國家和地方科研項目的途徑有限。劉百奇建議，依靠北京市的產業優勢，可將基于商業固體火箭末級的低成本空間實驗平臺研究、可復用液體運載火箭發動機大范圍推力調節、垂直回收重復使用先進制導控制等技術研究列為未來5年市科技計劃重點支持方向，鼓勵和支持民商航天企業參與市科研項目和課題。
“此外，作為軍民融合的重要產業之一，民用航天如何能獲得國有基金的投資，也應該是未來政策探索的方向。”劉百奇說。