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快舟一號
鎖定
快舟一號(代號:KZ-1),是中國航天科工集團有限公司所屬航天科工火箭技術有限公司與哈爾濱工業大學衞星技術研究所合作研製的一種小型三級固體運載火箭
[1]
,主要用於發射各類災害應急監測和搶險救災信息支持衞星。
快舟一號火箭從2003年開始啓動研製,2013年9月25日在酒泉衞星發射中心發射成功,將“快舟一號衞星”送入預定軌道。2014年11月21日,在酒泉第二次發射成功,將“快舟二號衞星”送入預定軌道。
- 國 家
- 中國
- 設計單位
- 航天科工火箭技術有限公司、哈爾濱工業大學衞星技術研究所
- 運載能力
- 太陽同步軌道200千克(SSO)
- 火箭現狀
- 在役
快舟一號發展沿革
快舟一號研製背景
20世紀90年代初海灣戰爭以來的幾次戰爭已經證明,衞星是打贏信息化戰爭不可或缺的關鍵裝備,太空是未來戰爭的主戰場。隨着反衞星技術的發展,各國太空軌道上的偵察、導航、通訊等衞星都面臨着被反衞星武器摧毀殺傷的現實威脅。而傳統的航天發射研製、發射和準備週期長、費用高昂,無法及時響應衞星補發需求。正因如此,美國在2002年提出“太空快速響應作戰系統”的概念,主要是己方衞星被摧毀時,利用預先組裝和快速發射技術,在極短時間內裝配完成衞星,再利用配套的快速運載火箭實現應急發射,準確、快速、經濟地將備份衞星送入太空,為己方提供實時戰場支持
[4]
。
美國空軍最早提出“太空快速響應”概念,主要用於軍事應急,當發生區域戰爭時,快速裝配出一顆衞星,同時,配套的快速運載火箭能夠應急地將其發射升空,保證從提出作戰需求到航天器部署完畢,只需要幾天或幾周時間。
從1999年概念的提出,美國在該領域已取得了許多進展,包括利用已有的退役或現役洲際導彈改裝成為快速發射系統,如美國的米諾陶運載火箭。
美國《新聞週刊》曾描述這種衞星説,這是隻有洗碗機那麼大的衞星,在幾天甚至幾個小時之內就可以由建造好的零件組裝起來,具有“與筆記本類似的即插即用技術”
大型衞星多由軍隊高層使用,用於滿足戰略需求,與此相比,快速應急衞星更能滿足戰術需求。在戰場上,連排一級都可以直接使用,甚至有可能出現單兵手持相關終端設備直接使用的場景。專家介紹説,世界上只有美國掌握這一技術,且已經趨向成熟——試驗型衞星發射完成,已經擁有業務型衞星。英國和法國研製的小衞星項目也有類似意圖。
俄羅斯就將自己退役或即將銷燬的多款洲際導彈,如SS-18、SS-19等,改裝成為運載火箭,並具備從地下發射井直接發射的能力。除了能在國際商業衞星發射市場佔據一席之地外,其本身就是太空快速發射系統的一部分。日本新型固體運載火箭“艾普斯龍”於2013年9月14日成功發射,這對於日本來講就是其太空快速發射系統的重要組成部分。只需要一週時間,發射成本不到3000萬美元,就能完成一次發射工作,並將不同用途的小衞星送到太空實施潛在軍事任務
[5]
。
“太空快速響應作戰”系統,是美國軍方首先提出的一項計劃,主要用於軍事應急。比如當發生區域戰爭時,在很短時間內能夠快速裝配出一顆衞星,同時配套的快速運載火箭能夠應急地將其發射升空。這種衞星成本低,研製週期短,壽命也不要求很長。美國《新聞週刊》曾描述這種衞星説,這是隻有洗碗機那麼大的衞星,在幾天甚至幾個小時之內就可以由建造好的零件組裝起來,具有“與筆記本類似的即插即用技術”。除了組裝和發射速度快,與現有的大型衞星相比,這種衞星更能滿足戰術需求。在戰場上,連排一級都可以直接使用,甚至有可能出現單兵手持相關終端設備直接使用的場景。而的大型衞星都由軍隊高層使用,用於滿足戰略需求。據他介紹,世界上只有美國掌握這一技術,且已經趨向成熟——試驗型衞星發射完成,已經擁有業務型衞星。英國和法國研製的小衞星項目也有類似意圖
[6-7]
。
快舟一號研製歷程
2009年,快舟火箭方案中採用的大量新概念、新技術相關論證方案,通過航天專家組評審。
2011年,中國航天科工集團有限公司所屬原四院、原九院重組建立了新四院,鞏固和提升了快舟固體運載火箭的研製能力。快舟火箭在多年的研製過程中,共申請了42項專利,其中發明專利18項,很多技術都是國際領先、國內創新,僅結構分系統就有專利近30項
[1]
。
快舟一號技術特點
快舟一號多快好省輕
多
快
即快速發射。不僅單次發射時間快,火箭和衞星進場後不到一週即可發射,還可以在短時間內連續多次發射,同一批次組織多次發射。該火箭為固體運載火箭,可實現地下發射井、車載機動、簡易塔架等多種方式發射,甚至可以從戰略導彈核潛艇上機動發射,可以擺脱對大型衞星發射基地的依賴
[2]
。
好
即效果好。世界核大國等均有大量中遠程固體和液體彈道導彈,其中很多達到或接近退役時間,要麼拆解,要麼抽檢打靶試驗。如果能改造為太空快速發射系統用來發射衞星,既可檢驗技術性能,又提供了新的商業發射平台
[2]
。
省
即省錢。正規的大型運載火箭每次發射至少需5000萬美元,如果能讓“低成本”的“小運載火箭”實現小載荷發射,尤其是將退役導彈“廢物利用”,這不僅能降低發射成本,也讓一些國家少了一大筆銷燬導彈的額外成本,可謂兩全其美
[2]
。
輕
即重量小。要“快”,就得更“輕”,航天科工的研發團隊大膽提出了將安全機構的尺寸及重量縮小至現有產品的五分之一,對這個近乎“瘋狂”的方案,進行了反反覆覆近50次試驗調試,最終實現了技術和材料的升級更新,並獲得一項國防專利。經中國八位院士組成的專家組評定,快舟火箭的運載係數已處於國際領先水平
[2]
。
快舟一號星箭一體化
快舟一號作為一種快速應急部署的星箭一體化組合體,出廠時,就是‘衞星-運載火箭-發射筒-發射車’的組合體,外觀類似公路機動式洲際導彈系統,比如中國的東風-31A或俄羅斯‘白楊M’,平時密封儲存在發射筒內,可以保存至少好幾年。一旦在發生戰爭或自然災害時,能在隱蔽掩護下機動到達預定發射陣地,在幾小時到幾天內快速發射入軌,並馬上開始執行任務。而常規發射至少需要6-9個月準備時間,而且衞星入軌後還要進行長時間的調試。正如《裝備指揮技術學院學報》2011年第5期的一篇文章寫道:“應急空間飛行器是一類快速集成、快速入軌、快速實現、具有星箭一體化創新特點的新概念飛行器。常規衞星通常是研製1顆、生產1顆、發射1顆,該飛行器卻與導彈一樣,批量生產,長期貯備,一次性使用。
[5]
”
快舟一號設計參數
中文名稱 | 快舟一號 | 火箭代號 | KZ-1 |
---|---|---|---|
子級數量 | 3 | 全箭全長 | 30米 |
箭體直徑 | 1.4米 | 火箭推進劑 | 固體燃料 |
起飛質量 | 30噸 | 整流罩直徑 | 1.2米/1.4米 |
運載能力 | 700千米太陽同步軌道200千克 | 首次發射 |
快舟一號系列型號
快舟一號飛天一號
快舟一號快舟一號甲
快舟一號甲小型運載火箭是在快舟一號火箭基礎上適應性改進的一型低成本、高可靠性的通用型固體運載火箭,採用國際通用接口,可為300千克級及以下低軌小衞星提供發射服務,具有發射成本低、準備週期短、保障條件少和快速集成、快速入軌等特點
[12-13]
。
快舟一號甲採用水平集成對接、水平測試、水平轉運方式,以一車一箭為基本發射單元,避免了傳統火箭對發射塔架的依賴,對發射場保障要求進一步降低。快舟一號甲火箭對700千米太陽同步軌道的運載能力為200千克,從運載火箭產品運抵發射場到完成發射任務只需要7天時間,而發射當天從技術區轉場到發射區完成發射,整個發射區流程不到4小時
[14-16]
。
快舟一號快舟十一號
快舟十一號是在快舟一號甲的基礎上改進研製的新型火箭。
2014年9月,中國航天科工集團有限公司正式立項研製快舟十一號火箭,是按照新一代航天發射和應用”戰略發展規劃及部署,面向全球商業航天發射需求研製的固體運載火箭,充分繼承了快舟一號的技術特點,能滿足衞星商業化高密度、快速發射需求。該火箭採用移動方式發射,近地軌道最大運載能力1.5噸,主要面向400至1500千米近地軌道和太陽同步軌道衞星,執行單星或多星組網發射服務
[8]
[17]
。
快舟一號發射動態
快舟一號發射記錄
總序 | 分序 | 火箭型號 | 遙 | 發射時間 | 發射場 | 載荷 | 備註 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 快舟-1T | - | 2012.03.17 | 酒泉 | LP-43/95A(研發) | 成功 |
2 | 1 | 快舟-1 | - | 2013.09.25 | 酒泉 | ||
3 | 2 | 快舟-1 | - | 2014.11.21 | 酒泉 | ||
4 | 1 | 快舟-1A | Y1 | 2017.01.09 | 酒泉 | ||
5 | 2 | 快舟-1A | Y8 | 2018.09.29 | 酒泉 | ||
6 | 3 | 快舟-1A | Y10 | 2019.08.30 | 酒泉 | ||
7 | 4 | 快舟-1A | Y11 | .2019.11.13 | 酒泉 | ||
8 | 5 | 快舟-1A | Y7 | 2019.11.17 | 酒泉 | ||
9 | 6 | 快舟1A | Y2 | 2019.12.07 | 太原 | ||
10 | 7 | 快舟-1A | Y12 | 2019.12.07 | 太原 | ||
11 | 8 | 快舟-1A | Y9 | 2020.01.16 | 酒泉 | ||
12 | 9 | 快舟-1A | Y6 | 2020.05.12 | 酒泉 | ||
13 | 10 | 快舟-1A | Y3 | 2020.09.12 | 酒泉 | 失利 | |
14 | 11 | 快舟-1A | Y4 | 2021.09.27 | 酒泉 | 成功 | |
15 | 12 | 快舟-1A | Y5 | 2021.10.27 | 酒泉 | ||
16 | 13 | 快舟-1A | Y13 | 2021.11.25 | 酒泉 | ||
17 | 14 | 快舟-1A | Y16 | 2021.12.15 | 酒泉 | 失利 | |
18 | 15 | 快舟-1A | Y17 | 2022.06.22 | 酒泉 | 成功 | |
19 | 16 | 快舟1A | Y | 2022.8.23 | 西昌 | ||
20 | 17 | 快舟-1A | Y16 | 06.09.2022 | 酒泉 | ||
21 | 18 | 快舟-1A | Y21 | 2022.9.24 | 太原 | ||
22 | 20 | 快舟-1A | - | 2023.06.09 | 酒泉 | 通信試驗衞星“龍江三號” | 成功 |
23 | 21 | 快舟一號甲 | - | 2023.07.20 | 酒泉 | 天目一號氣象星座07-10星 | 成功 |
24 | 23 | 快舟一號甲 | - | 2023.12.25 | 酒泉 | 天目一號氣象星座11~14星 | 成功 |
25 | 24 | 快舟一號甲 | - | 2023.12.27 | 酒泉 | 天目一號掩星探測星座19星、20星、21星、22星 | 成功 |
26 | 25 | 快舟一號甲 | - | 2024.01.05 | 酒泉 | 天目一號氣象星座15~18星 | 成功 |
27 | 26 | 快舟一號甲 | 2024.01.11 | 酒泉 | 天行一號02星 | 成功 | |
快舟一號發射任務
2017年1月9日12時11分,快舟一號甲小型運載火箭在酒泉成功發射,將吉林一號靈巧視頻03星和同時搭載行雲試驗一號、凱盾一號兩顆立方體星送入預定軌道。該次任務採用純商業發射合同組織形式,完全按市場行為運作,是快舟火箭的“商業第一單”,標誌着中國在商業航天領域邁出新步伐
[11]
。
2022年9月25日6時55分,中國在太原衞星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,以“一箭雙星”方式,成功將試驗十四號和試驗十五號衞星發射升空,衞星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功
[26]
。試驗十四號衞星主要用於開展科學試驗、新技術驗證等領域,試驗十五號衞星主要用於國土普查、城市規劃和防災減災等領域
[41]
。
2024年1月5日19時20分,中國在酒泉衞星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,成功將天目一號氣象星座15~18星發射升空,衞星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。此次任務是快舟一號甲運載火箭的第25次飛行。
[47]
北京時間2024年1月11日11時52分,我國在酒泉衞星發射中心使用快舟一號甲運載火箭,成功將天行一號02星發射升空,衞星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。該衞星主要用於開展空間環境探測等試驗。
[48]
快舟一號技術創新
快舟一號首用柵格舵
快舟一號應用動態
- 搜索馬航
2014年3月27日,中國科學技術部披露信息,該部所屬國家遙感中心對馬航失聯客機疑似海域組織開展了多次“快舟一號”衞星成像工作,並將所獲取的數據及相關信息,及時提供給中國科學院遙感與數字地球研究所、中國資源衞星應用中心、國家衞星海洋應用中心等開展馬航失聯客機搜尋救援的遙感監測單位。
2014年3月20日,科技部國家遙感中心及時安排“快舟一號”衞星應急成像規劃;
截至3月21日,為搜尋馬航失聯客機,“快舟一號”衞星已獲取疑似目標區域99景數據,數據量54.21GB,成像覆蓋面積約11.5萬平方公里。
- 使命結束
快舟一號總體評價
快舟一號火箭2013年首次升空不到兩小時,美國航天網站NASA Spaceflight便在首頁頭條位置,以“中國秘密發射新快速響應火箭”為題報道此事。稱“快舟火箭”其實就是中國的太空快速響應作戰系統。該次發射成功標誌着中國在美國之前,成為首個完整發射衞星-火箭一體化快速應急空間飛行器試驗的國家
[20-21]
。(新浪網 環球網 評)
快舟一號火箭採用星箭一體化技術,可實現快速集成、快速測試、快速發射;在中國內首次採用柵格舵控制技術,是中國首個具有快速集成、快速入軌能力、低成本的小型固體運載火箭,創造了中國航天發射的最快紀錄,使中國航天發射運載工具由液體運載火箭拓展到固體運載火箭,初步形成了中國亟需的空間快速響應能力
[2]
[8]
。(中國航天科工集團有限公司、環球網 評)
快舟一號採用車載發射模式,反應速度快,既可以平時承擔商業發射任務,也可以履行快反應急職能,迅速從儲存狀態取出發射執行任務,實現“太空快速補網”。隨着中國航天技術的發展,快舟系列將有更多的新成員出現,中國“太空快速響應系統”也會愈加完備
[24]
。(中國航天科工集團有限公司、環球網 評)
- 參考資料
-
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- 45. 快舟一號甲火箭成功發射一箭四星 .界面新聞 .2023-12-27
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