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书名:大航天时代:逐浪变革的中国商业航天
作者:刘畅
排版:何基才
出版社:东方出版社
出版时间:2025-01-01
ISBN:9787520740425
本书由人民东方出版传媒有限公司授权掌阅科技电子版制作与发行
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圜则九重,孰营度之?
惟兹何功,孰初作之?
斡维焉系,天极焉加?
八柱何当,东南何亏?
九天之际,安放安属?
隅隈多有,谁知其数?
——屈原《天问》
NASA围绕国际空间站开展的三个商业化项目(COTS、CRS、CCP)给SpaceX的崛起带来了关键帮助。图为当地时间2017年3月19日,SpaceX公司执行第十次国际空间站补给任务(CRS-10)的“龙”飞船在国际空间站停留一个月后成功返回地球,降落在太平洋。(图片来源:视觉中国)
猎鹰重型火箭是猎鹰9号火箭的全面升级版,也是全球现役运载火箭中运载能力最大且最经济实惠的运载火箭。图为北京时间2018年2月7日凌晨,SpaceX公司的猎鹰重型火箭载着一辆特斯拉Roadster跑车首飞成功,并成功回收三枚助推火箭中的两枚。(图片来源:视觉中国)
星舰是SpaceX全力打造的下一代可重复使用运载火箭,也是马斯克“火星移民”计划的主要运输工具。图为位于美国得克萨斯州博卡奇卡的SpaceX星舰基地(Starbase),完全建成后将具备每天生产一艘星舰的能力。(图片来源:视觉中国)
铱星系统(Iridium)是人类历史上第一个推出的真正意义上的全球卫星移动通信系统,是地面固定电话网和移动电话网的延伸和补充。图为早期的铱星卫星电话手持终端。(图片来源:视觉中国)
2004年6月21日,伯特·鲁坦建造的“太空船一号”完成首次载人飞行,成为第一架把普通人成功带到亚轨道空间的私人飞行器。图为工程师将“太空船一号”亚轨道飞行器连接到“白骑士”喷气式飞机的腹部。(图片来源:视觉中国)
新世纪以来,欧洲航天局(ESA)积极探索与商业公司合作开展航天项目的新模式,其中以公私合营(PPP)模式为代表,HYLAS-1宽带通信卫星是ESA的首个公私合营项目。图为建造中的HYLAS-1宽带通信卫星,由伦敦阿万蒂通信公司与ESA合作研发。(图片来源:视觉中国)
20世纪80年代,中国航天开始走出国门,努力开拓海外发射市场。1986年,由运载火箭专家黄作义与弹道专家余梦伦合作提出捆绑火箭CZ2-4L的方案设想,以直径3.35米的长征二号丙火箭为基础,增加4个直径为1.65米的并联液体火箭助推器,组成捆绑火箭,这个方案被拿到国际市场投石问路,得到了美国等西方潜在发射服务客户的积极反响。图为时任长城工业总公司驻美代表处总代表黄作义手绘的长二捆火箭草图。(供图:中国长城工业集团有限公司)
“亚洲一号”通信卫星是中国承揽发射的第一颗外国商业卫星,于1990年4月7日由长征三号运载火箭从西昌卫星发射基地发射成功。图为“亚洲一号”乘专机抵达西昌。(供图:中国长城工业集团有限公司)
1999年美国国会抛出《考克斯报告》,诬称中国非法“窃取”美国航天技术,随后对中国进行了严厉的航天技术制裁。图为1999年6月12日,长征二号丙改进型火箭以“一箭双星”方式发射摩托罗拉公司的铱星卫星。此后6年里,长征火箭再没有进行过国际商业发射,中国航天人不得不探索国际合作的新路。(供图:中国长城工业集团有限公司)
面对技术制裁,中国航天人克服重重困难,从卫星打开突破口,终于打破了美西方的封锁线,重回世界航天舞台。图为中国空间技术研究院为尼日利亚定制的“尼星一号”通信卫星,这是第一颗实现整星出口的中国卫星,也是我国首次以“火箭发射+卫星在轨交付”的全套餐方式为国际用户提供商业卫星服务。(供图:中国长城工业集团有限公司)
除了拥有“长征”系列的航天科技集团之外,航天科工集团也成立了自己的商业火箭公司,并推出了“快舟”系列固体运载火箭。图为2019年11月13日,快舟一号甲固体运载火箭携带“吉林一号”高分02A卫星准备发射中。(供图:航天科工火箭技术有限公司)
民营商业火箭公司在经过多年探索积累之后,终于在2023年迎来新一轮井喷期,高光时刻频现。图为2023年7月12日,蓝箭航天研制的朱雀二号遥二液氧甲烷商业运载火箭在中国酒泉卫星发射中心发射成功,这是人类首次甲烷火箭成功入轨。(供图:蓝箭航天空间科技股份有限公司)
星河动力航天是国内较早实现火箭批量化生产和高密度发射的民营商业火箭公司。图为2024年5月29日,星河动力航天在山东附近海域成功发射谷神星一号海射型遥二商业运载火箭,搭载发射的天启星座25星-28星顺利进入预定轨道。(供图:北京星河动力航天科技股份有限公司,黄雨桥 摄)
海上发射是近年来国际航天界兴起的一种新的发射方式,和陆地发射相比具有众多优点。图为2024年1月11日,东方空间研制的引力一号遥一商业运载火箭通过海上发射平台发射成功,创造了全球最大固体运载火箭、中国运力最大民商运载火箭、中国首型捆绑式民商火箭等多项纪录。[供图:东方空间技术(山东)有限公司]
发动机是火箭的心脏,除了商业火箭公司纷纷开展新型发动机研制之外,也有一批专注于从事火箭发动机开发的商业航天公司。图为九州云箭开发的LY-70“龙云”液氧甲烷发动机在其安徽动力测试基地进行热试车的画面。2024年6月23日,“龙云”液氧甲烷发动机在甘肃酒泉发射场搭载航天科技集团八院抓总研制的重复使用运载火箭新技术验证箭,以3机并联形态率先完成了国内首次10千米级垂直起降飞行试验。[供图:九州云箭(北京)空间科技有限公司]
临近空间高超声速飞行器兼具飞机和火箭优势,有望重新定义未来出行方式。图为2019年4月27日,民营商业航天企业凌空天行完成天行一号飞行试验,为厦门大学、西安电子科技大学等单位研制的载荷提供高超声速试验环境,这是国内首次商业高超声速飞行试验。(供图:北京凌空天行科技有限责任公司)
商业火箭公司造出来的火箭最终需要发射上天并成功入轨,才算是完成了客户交付。面对国内日趋紧张的发射场资源,部分民营商业火箭公司选择了在现有发射场内自建发射工位。图为位于酒泉卫星发射中心的蓝箭航天液氧甲烷火箭发射工位。(供图:蓝箭航天空间科技股份有限公司)
卫星互联网可以给现有的地面通信网络形成有效补充,将在未来数字中国的建设过程中扮演重要角色,中国低轨卫星互联网星座的技术探索和建设也吸引了众多民营航天新势力的参与。图为在火箭整流罩内的银河航天02批卫星,该批卫星主要用于低轨互联网星座组网技术和服务能力验证,以及遥感技术验证。[供图:银河航天(北京)网络技术有限公司]
中国卫星互联网建设的一大重要意义是更加便捷地连通全球,除了坚持不懈地开展关键技术攻关和技术应用创新之外,中国商业卫星公司也在同时开拓海外市场,积极探索卫星应用出海。图为2024年6月,银河航天在位于泰国东部罗勇府偏远地区养老中心内,与马汉科理工大学联合演示卫星互联网在远程医疗场景中的保障能力。[供图:银河航天(北京)网络技术有限公司]
遥感卫星可以成为防灾减灾的“天空之眼”,除了对灾害在发生前进行预警,还可准确获取灾区实时影像数据,提供准确灾情信息,为防灾减灾提供强有力的支持,指导救援工作。图为中南大学火山与地震研究实验室利用天仪研究院研制的“涪城一号”SAR卫星监测的冰岛火山喷发,通过差分干涉图可以看出非常清晰连续的形变条纹。(供图:长沙天仪空间科技研究院有限公司)
如今,农业保险公司可以通过高清遥感卫星数据精准计算农作物实际种植面积,实时了解农作物生长情况,以实现精准承保、精准理赔。图为长光卫星利用分辨率为0.5米的“吉林一号”宽幅01B高分辨率卫星,对吉林省白城市大安市两家子镇的玉米进行长势监测、病虫害预警、农业灾害监测等,助力农业保险精准承保理赔机制创新和数字化转型升级。(供图:长光卫星技术股份有限公司)
目前,卫星遥感技术已成为环境监测与管理的重要工具。与传统的地面调查相比,卫星遥感具有覆盖面广、更新速度快、成本效益高等优点,特别适合大面积和难以到达地区的监测。图为长光卫星与某地政府合作,利用高分辨率光学遥感卫星开展河湖“四乱”问题监测。(供图:长光卫星技术股份有限公司)
流水线、批量化生产卫星是近年来商业卫星领域流行的模式,可以大幅度压缩卫星的设计生产周期,降低卫星制造成本。以长光卫星为例,目前已建成光学加工、机械加工、卫星AIT脉动产线等多条批量化生产线,具备年产200颗卫星的生产能力。(供图:长光卫星技术股份有限公司)
航天测控是商业航天产业链上非常重要的一个环节,随着商业发射次数和在轨卫星数量日益增多,一批商业化测控公司也随之兴起,它们通过投资建设测控网络,向行业客户有偿提供航天测控服务。图为航天驭星在宁夏中卫市建设的12米口径测控数传一体化地面站,支持多频段、多模式,可实现全空域跟踪。(供图:北京航天驭星科技有限公司)
位于海南自贸港重点园区——文昌国际航天城的海南国际商业航天发射中心是我国首个开工建设的商业航天发射场,由海南国际商业航天发射有限公司投资建设。图为海南国际商业航天发射中心一号发射工位,于2023年12月29日正式竣工。(供图:文昌国际航天城管理局)
依托商业航天发射场,文昌国际航天城正加快推进“三区三链”(发射区、起步区、旅游区,火箭链、卫星链、数据链)发展和“航天+”产业体系构建,推动文昌全域发展商业航天。图为文昌国际航天城全景鸟瞰,右下区域为建设中的海南国际商业航天发射中心。(供图:文昌国际航天城管理局)
随着社会公众对航天活动的关注度和参与热情越来越高,航天主题也成为近年来文化旅游的热门IP,各种体验式、科普式文旅项目受到热捧。图为位于甘肃省民勤县沙漠腹地的“摘星小镇”,是利用优质沙漠和星空自然资源打造的以天文科普为主的文化旅游产业项目,集观光、科研、科普教育于一体,配有天文观测台、天文科普馆。(图片来源:视觉中国)
中国卫星网络集团有限公司(简称星网集团)成立于2021年4月,是唯一一家中央批准的从事卫星互联网设计、建设、运营的国有重要骨干企业,也是首家注册落户雄安新区的中央企业。图为位于雄安新区启动区,建设中的星网集团总部大楼。(图片来源:新华社)
2024年8月6日14时42分,长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心点火升空,将“千帆星座”首批组网卫星——千帆极轨01组的18颗卫星发射升空,并顺利进入预定轨道。“千帆星座”是中国正在建设的低轨卫星互联网星座计划之一,由上海垣信卫星科技有限公司主导规划、建设和运营,本次发射由中国长城工业集团有限公司作为总承包商提供发射服务。此次发射是我国低轨卫星互联网星座领域的一个重要里程碑,标志着中国商业航天进入了一个新的发展阶段,同时影响着全球卫星互联网竞争格局。(供图:中国长城工业集团有限公司,陈小龙 摄)