在刚刚过去的2017年里,美国SPACEX公司的猎鹰系列运载火箭可谓是出尽风头、大放异彩,不仅包揽了美国全年29次航天发射中的18次,发射成功率高达100%,确保美国稳坐本年度航天发射次数的头把交椅,而且其独一无二的可复用功能也是堪称表现完美,一级火箭的回收成功率和复用成功率也都是100%,充分表明猎鹰系列可复用式运载火箭的技术成熟度已经达到了相当可观的水平,将是未来一段时期美国航天的绝对主力——尽管今年开年就发射失败一次,把国防部的一颗机密卫星给搞丢了。
可复用式运载火箭之所以能够在短短数年之内异军突起、大行其道,最关键的原因是通过对运载火箭的部分重要部件进行回收重复使用,从而大幅降低了航天发射的单位成本,具备极强的市场竞争力。果不其然,曾经依靠成本优势在国际商业航天发射领域一枝独秀的俄罗斯就首当其冲地沦为SPACEX公司咄咄逼人人的最大受害者,海外订单大量流失,年度航天发射次数从过去的平均30多次急剧压缩到现在的20次以内。
就在美方人为自己的成就沾沾自喜,并放言要进一步独霸国际航天发射市场的时候,中国却正在酝酿一个比可复用式运载火箭更加具有颠覆性价值的新概念技术,以实现另辟蹊径、弯道超车的目标。众所周知,运载火箭在执行航天发射任务的时候必须消耗大量的燃料来克服自身庞大的重量,将化学能转化为势能和动能,使火箭从地面静止状态变成高空高速飞行状态,这也是航天发射成本居高不下的主要因素。
因此在不改变运
近年来,中国在电磁发射领域取得了一系列重大突破,先后攻克了能够弹射重型舰载机的电磁弹射器和能够全系统上舰测试的电磁炮,可以毫不夸张地说中国已经后来居上实现了反超,将电磁发射技术应用于航天领域可谓是水到渠成。在理论上电磁发射直接将卫星送上天成本最低,但是技术难度也最大,因为发射卫星所需的速度大大高于发射飞机和炮弹,精密昂贵的卫星对发射系统可靠性和稳定性的要求更加苛刻。
于是退而求其次,采用电磁发射运载火箭的方式,使其拥有一定的高度和速度以后,再依靠自身动力将卫星送入轨道无疑是更加现实的技术方案。最近中国航天科工集团对外透露,我国正在研制“羽舟”、“轻舟”两款新型运载火箭,分别为电火箭和液体火箭,均使用地面电磁发射系统进行发射,计划于2020年完成技术验证试验。
有了电磁推力的辅助,运载火箭能够以更少的燃料、更轻便的结构携带尽可能多的有效载荷,发射成本比可复用式运载火箭更加低廉,安全性大大提高,发射准备周期也更短。未来电磁发射运载火箭将逐步替代我国现有的快舟系列、开拓者系列快速响应低成本运载火箭,成为航天发射白菜化的潮流引领者。