未來10年將發射3600顆小衛星,它們乘坐什麼樣火箭上天最好?
近日,歐洲諮詢公司最新發布的《小衛星市場預測》報告顯示,航天領域和整個航天生態系統正在發生變革,未來10年預計將發射3600顆小衛星,這些衛星的製造和發射市場預計達到220億美元,比過去10年增長76%。報告稱,這種增長速度在航天領域是前所未有的。
無獨有偶,美國衛星產業協會近期也發布了2016年衛星產業年度報告。報告指出,2015年全球衛星產業產值達到2083億美元,同比增長3%。你可能想不到,在全球衛星產業增長的「功勞簿」中,小衛星及微小衛星的發展絕對是「勞苦功高」的。
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一
小衛星如何上天是個大問題
近年來,小衛星呈現井噴式的發展,每家公司的規劃都是精彩紛呈、亮點不斷。
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美國OneWeb公司致力於探索太空互聯網,第一代期望發射900顆衛星,第二代希望增加到2400顆衛星,從而為世界最偏遠地區提供高速光纖互聯網。
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OneWeb公司研製的衛星設想圖
發射這麼多衛星,有密集恐懼症的繞過
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商業航天傳奇人物馬斯克對外宣布,SpaceX與WorldVu衛星公司商談合作,研發能夠向全球提供互聯網接入服務的、由700顆衛星組成的低軌道星座。此外,他們還宣稱要組建由4000多個微型地球同步軌道衛星所組成的空間網路……
顯然,小衛星的發展規劃已經制定,如何進入空間就必須提上日程,成為必須解決的問題。
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一
三種發射方式各有特點
第一種方式當然是專屬發射,就是研製一種面向小衛星發射的運載火箭。
美國在2016年衛星產業年度報告中指出,目前全球在研的小型運載火箭至少有17個,資金和技術方面存在不確定性。這些小型運載火箭的單位載荷發射成本在2萬~5萬美元/公斤之間。這類專屬的、面向小衛星發射的小型運載火箭,其最大特點在於低成本與快速發射,因此對創新性、顛覆性技術的應用勢在必行。
同時,小型火箭究竟應該有多小也是一個問題。初步預測,幾百公斤的運載能力還是應該有的,畢竟一個有實用價值的衛星也必須有一定的重量要求。
小衛星尺寸小,重量小,對火箭要求不是特別高
第二種方式是搭載發射。打個比方,搭載發射就像是搭個順風車,本來有一趟從北京開往廣州的列車,上面還有一些空位置,這些空位置就可以順勢提供給有需要的人。
搭載發射的優點是價格便宜,畢竟這是互惠互利的事情。缺點是作為搭車的用戶,對發射時間、入軌精度等要求當然不能太高,太高的話就只能去尋求專屬發射。
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神舟七號飛船攜帶了伴飛的小衛星
第三種方式是組批發射。打個比方,組批發射就像是從北京飛往紐約的旅行包機,大家湊在一起包一個飛機過去。這種方式說不定價格比經濟艙還便宜呢。
2013年,俄羅斯第聶伯火箭一次將32個有效載荷送入預定軌道,按照這樣的發射規模,發射1000顆衛星也就是執行31~32次發射任務而已。
小衛星一般以星座、星組和星群的方式進行組網才具有生命力。在組批發射時可以一次將多顆衛星送入軌道,通過上面級實施軌道部署,這相對於一箭一星的發射,一方面有效提升了組網效率,另一方面是最大限度降低了單位載荷的發射成本。
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小衛星一般以星座、星組和星群的方式進行組網才具有生命力
從目前的技術來看,上述3種方式均可以滿足一定的用戶需求,如何選擇則取決於市場。專屬發射可以面向對軌道、精度、發射時機有要求的特定用戶;搭載發射可以面向科學研究、演示驗證用戶;組批發射可以面向小衛星組網用戶。
總之,小衛星進入太空的路有很多,「各路」並存,發揮各自優勢,可以更好地支撐商業小衛星領域發展,至於如何選擇,就由商業市場競爭來評判吧。(陳海鵬 中國航天科技集團公司一院一部運載總體室副主任)
鏈接:它們是發射小衛星的能手
長征六號
長征六號火箭是中國航天科技集團公司全新研製的新一代快速發射三級液體運載火箭,長六火箭具有無毒無污染、發射準備時間短等特點,主要用於滿足微小衛星發射需求。該火箭箭體全長29米,一級直徑3.35米,二級、三級直徑2.25米,起飛推力1200千牛,700公里太陽同步軌道運載能力為1噸。長征六號曾創下過一箭20星的發射紀錄。
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長征十一號
長征十一號火箭是我國長征系列運載火箭家族第一型固體運載火箭,也是我國新一代運載火箭中唯一一型固體火箭,由中國航天科技集團公司一院研製。長征十一號火箭為四級固體運載火箭,全長20.8米,重58噸,起飛推力120噸,700公里太陽同步軌道運載能力可以達到350公斤,低軌運載能力可達700公斤。
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快舟一號、快舟二號
快舟一號和快舟二號火箭是中國航天科工集團公司研製的小型固體運載火箭。它是我國首個具有快速集成、快速入軌能力的小型固體運載火箭,可滿足多種不同的應用需求,實現快速集成、快速測試、快速發射,具有星箭一體化等多項創新,從而使「快舟」的運載能力得到大幅提升,通過成熟技術和研製流程創新,將發射費用大幅降低。目前,快舟一號和快舟二號已經發射成功。
快舟十一號
快舟十一號是中國航天科工集團公司研製的固體火箭,按計劃,該火箭將在明年首飛。據悉,快舟十一號的太陽同步軌道運載能力較之前有顯著提升。
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明年就會看到了,等著哈
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