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来源:电子技术应用ChinaAET发布时间:2023-03-031964浏览
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根据全球力量来看，目前全球运载火箭技术有巨大突破
随着航天技术的不断发展和航天产业规模的日益扩大，全球商业航天迅速发展，以运载火箭发射、低轨互联网星座、太空旅游等为代表的商业航天活动不断取得新进展，成为推进全球航天产业经济发展的重要动力。立足中国，2015年国家发改委、财政部、国防科工局等部门联合发布了《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，就此开启了中国航天由单一政府主导向政府主导与市场推动相结合的转变进程。此外，“十四五”规划中，空天科技首次出现在“强化国家战略科技力量”内容中，商业航天作为航天领域的新生力量，在政策扶持和社会资源助推下，成为推动我国航天及高科技产业高质量发展的重要支撑。
-图：来自”艾媒咨询”火箭推力的技术突破以美国商业航天SpaceX未上市为例，其火箭推力实现主要两个提升-1.提升单台发动机推力；2.增加单枚火箭发动机数量。例如SpaceX的”猛禽”发动机推力已达230吨，还成功将33台发动机塞入星舰，使其成为全球推力最大运载火箭，奠定了火星移民基础。而我国在研的长征九号重型运载火箭将以5873吨推力刷新中国航天纪录，计划于2028-2030年间首飞。
-图：“猛禽”发动机公开的推力数据（图：来源SpaceX）回收复用技术带来低成本的竞争优势一般火箭回收复用方式为伞降回收、带翼飞回及垂直回收三种方式。伞降回收为一级火箭完成间段分离再使用降落伞进行回收，该技术成熟度高、运载能力损失小（约10%）且成功率高等特点；具有对陆地地形、着落点要求高及发动机无法复用。带翼飞回是利用机翼机构的空气动力学以滑翔方式回收，落点精度高但也只是停留在概念阶段。因而“垂直回收”为目前主流回收技术。SpaceX的垂直回收技术分为三阶段：⑴陆上回收⑵海上回收⑶“超级筷子”。目前SpaceX一直在技术革新的“超级筷子”相对之前海上回收的优势在于能够极大缩短火箭发射周转周期，“超级筷子“抓住返航的”超重”助推器后，便直接将其送回发射塔，随后测试性能并加注燃料快速投入下一次发射。因而极大提高了发射的频次和周期。
-“超级筷子”的自拍（图：来源Space X）就民营商业航天来看，我国商业航天企业任重道远。商业发射上国家队完成更多我国商业运载火箭发展还处于起步阶段，商业发射任务仍需靠“国家队”完成。从运载火箭商业发射格局看中美两国商业航天，可以发现我国火箭商业发射任务主要由“国家队” 承担，而美国则是由以 SpaceX（未上市）为主力军的民营企业承担。基于各大航天企业目前的计划安排，2023年，如果航天科技集团保持去年的54次发射、科工火箭公司保持去年的5次发射，星河动力公司完成8次发射，中科宇航完成已经公布的2次发射，“天龙二号”完成首飞，中国航天发射就能达到69次。这还只是基于一种较低限度的合理推算，如果考虑到以星座组网为代表的航天发射需求的增长，2023年，中国航天发射有望超过70次。成本及发动机技术受限一定程度制约了商业航天的发展火箭发射成本方面，我国民营航天企业每公斤发射成本超过 15,000 美元，是 SpaceX 猎 鹰九号发射成本的 5 倍，实现一级火箭回收是降成本的关键。根据 Visual Capitalist 官网的数据，作为 SpaceX（未上市）发射成本最高的猎鹰九号运载火箭每公斤发射成本依然低于世界任何国家，约为 3000 美元。此外，如果未来星舰可以做到全箭回收，那么该火箭每公斤的发射成本预计只需 200 美元。相比之下，我国代表性民营航天公司星河动力最近发射成功的谷神星一号火箭的每公斤发射成本超过 15,000 美元。因此， 在火箭发射成本方面我国与 SpaceX（未上市）的差距同样较为明显。而SpaceX（未上 市）火箭发射成本碾压世界主要得益于其已实现一级火箭的回收和重复使用，这是因为仅一级火箭部分的成本就占到了火箭制造总成本的 60%左右。另外垂直回收技术及民营企业对液体发动机研发进程落后，从性能、推力、比冲及推重比都存在一定差距。发掘产业融合、促进军民产研落地及航天器革新性应用才是关键以海南文昌为例。文昌具有纬度低、发射入轨所需燃料少、成本低等特点。目前当地政府已着力打造中国第一个商业航天文昌发射场并配套文昌国际航天城，为中国首个具有商业性质的滨海航天城。从2022年航天城园区已完成营收116.3亿元、税收5.15亿，固定投资43.89亿元。园区依托滨海航天城、海南自贸港等优势加快推进发射区、起步区、旅游区、火箭链、卫星链、数据链等建设。文昌航天超算中心也进入室内装修和设备安装阶段，预计2023年6月投入使用。将天上拍、地上收、云上存、超级算、量子传、政企用的航天大数据全生命周期打通文昌-我国唯一一个商业航天发射场的建成及配套厂房的投入使用也将承揽国内外的发射任务，进一步提升国内的发射能力。
-网络流传的文昌航天城规划图（图：来源网络）新兴商业航天的应用区别于卫星互联网、卫星通信、卫星导航三大传统商业航天应用领域，商业航天行业的快速发展催生了新兴的应用领域，也引发了人们对商业航天未来的更多应用场景的需求。太空殡葬、太空旅游为主业态的已开始初步商业化；而火箭洲际货运、太空挖矿等应用也已进入设计研制阶段；更长期的展望，如洲际交通运输、火星移民、太空基地等应用或将 成为人类航天技术未来的发展方向。以太空旅游为例太空旅游业务主要有 4 种，包括：太空边缘游、零重力游、亚轨道太空旅游和轨道太空旅游。太空边缘游是指地球大气层与太空交界处的旅 游活动；零重力游是指利用飞机做抛物线飞行让游客体验约半分钟的太空失重感觉；亚轨道太空旅游是利用载人飞船在火箭发动机熄火和再入大气层期间而产生几分钟的失重，其是在 100km 高度以内进行的旅游活动；而轨道太空旅游是真正意义上的太空旅游，既包含乘坐载人飞船在轨道上飞行，也包含到国际空间站上的旅游。2001 年，首位太空游客美国丹尼斯·蒂托乘坐俄罗斯“联盟”TM32 号载人飞船到国际空间站上旅游观光了 9 天，成为全球第一位太空游客。一些国内的企业已经纷纷开始提出了与太空旅游的相关项目，根据相关的数据显示，预计在2040年，我国太空旅游经济市场将创造出超过6万亿元的经济价值。
-马斯克的太空旅行团。（图：来源网络）推荐阅读——
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