运载火箭技术崛起商业化加速丨热门赛道
时间: 2024-08-22 17:13:06 | 作者: 按动力品牌
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运载火箭(Carrier rocket)是航天运载工具的一种,用于把人造卫星、载人飞船、空间站或空间探测器等有效载荷送入预定轨道。运载火箭由箭体结构、推进系统、制导和控制管理系统、安全自毁系统、外测与遥测系统等构成。
运载火箭按照所用推进剂物理性质不同,运载火箭可分为固体火箭、液体火箭和固液混合型火箭三种类型;按照级数不同,运载火箭则分为单级火箭和多级火箭两种类型,其中多级火箭又可分为串联型、并联型和串并联混合型三种;以及按运力不同,运载火箭可分为轻型运载火箭、中型运载火箭、大型运载火箭、重型运载火箭四种类型。
20世纪50年代末,运载火箭的发展源于战略导弹,最初用于发射政府和军用的有效载荷,如美国的雷神、宇宙神、德尔它,前苏联的卫星号、东方号、联盟号,以及中国的长征一号。
20世纪90年代国际航天发射市场方兴未艾,美国、俄罗斯和乌克兰、欧空局、日本、印度和中国在已有基础上推出军民两用运载火箭。21世纪运载火箭的加快速度进行发展离不开卫星通信强劲的市场需求。低轨卫星系统被认为是最有应用前景的卫星移动通信技术之一,广泛地应用于通信、遥感和导航等领域,并慢慢的变成为发射市场的主力需求,其研制周期短、成本低廉、通过星座组网可实现全球覆盖。低轨化、小型化、星座规模扩大的趋势带动火箭发射需求急剧上升。
2014年4月,SpaceX公司的猎鹰9号火箭在发射进入太空后,火箭一级助推器成功降落在大西洋,“成功实现了历史上第一次火箭软着陆”。几乎在同一时期,中国迎来了民营航天的“政策破冰”。国家从政策层面明白准确地提出,支持民间资本参与国家民用空间基础设施建设。次年,国家发改委、财政部、国防科工局联合印发《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》,明确传递了对民营火箭、卫星事业的支持。
随着航天产业商业化发展,由国营企业承担商业火箭研发和发射的传统模式逐渐转变为由政府面向体制内外公司进行全面招标,并取消投入研制科研经费的商业服务采购模式。不到10年的时间里,中国民营航天异军突起,火箭企业、卫星企业如雨后春笋般成长起来。伴随着热潮之下技术沉淀和市场淘洗后,中国民营航天从爆火到冷静。天兵科技、蓝箭航天、星际荣耀、星河动力、微纳星空等头部企业崭露头角。
运载火箭企业融资事件数量自2017年持续不断的增加,而融资金额在2020年大幅度增长295%至239.06亿块钱,融资均值为11.38亿元人民币。在2020年,蓝箭航天完成12亿元人民币C++轮融资,星际荣耀完成11.93亿元人民币B轮融资,星河动力完成2亿元人民币A轮融资,此外,海外企业SpaceX在2020年完成3轮融资,融资总金额超22.46亿美元。
2023年融资事件数量较少,仅12家企业获得融资,但融资金额高达303.18亿元人民币,需要我们来关注的是星河动力完成11亿元人民币C轮融资,天兵科技获得Pre-C轮、C轮以及C+轮数亿元人民币融资,SpaceX获得两轮融资,融资金额超17.5亿美元。
天兵科技是中国商业航天领域领先开展新一代液体火箭发动机及中大型液体运载火箭研制的高新技术企业,它伴随全球商业航天大发展的浪潮诞生,立足航天面向全球,秉承“聚创造精英、树航天尖兵”的创新理念,践行“助推人类第五次交通变革”的企业使命,立志让更快、更远、更经济的轨道运输,洲际运输和星际运输服务走进大众生活。
天兵科技以北京火箭研发中心、西安动力研发中心、郑州综合试验中心和张家港智能制造基地为战略起点,着力形成“三机两箭”的产品发展的策略布局,“三大中心五大平台”的航天智造体系,“立足长三角辐射全国”的供应链体系以及“立足全中国面向全世界”的发射市场网络。
天龙系列液体运载火箭为天兵科技的火箭系列新产品,其中运载火箭有TL-2、TL-3、TL-3H三种。火箭运力及长度依次增加,其中TL-3和TL-3H均可重复使用10次。2023年4月2日,天兵科技天龙二号(TL-2)液体运载火箭在甘肃酒泉卫星发射中心成功首飞,是中国首枚由非公有制企业研制并成功入轨的液体火箭。
天兵科技于2023年11月宣布天龙三号大型液体运载火箭将于2024年6月首飞,TL-3是目前中国最大的火箭之一,性能直接对标SpaceX猎鹰9号,为我国卫星互联网新基建事业量身定制。面对300千克到500千克重的卫星,TL-3可一次性搭载30-60颗卫星,发射费用可大大降低至SpaceX猎鹰9的价格水平。
2023年10月,天兵科技完成数亿元人民币C+轮融资,本轮资金将用于首飞成功的天龙二号中型液体火箭批量化生产,以及天龙三号大型液体运载火箭与发动机研制和首飞,可回收复用技术的攻关试验,天龙三号专用发射工位建设、批产能力建设和人才团队的完善。本轮融资是天兵科技成立四年以来的第12轮融资,已获得了中金资本、博裕投资、中信建投投资、建银国际、浙大联创、君度投资等众多投资机构的持续助力,累计获得资金支持超30亿元人民币。
星河动力航天公司是国内领先的商业航天技术公司,是国家级专精特新小巨人企业、国家高新技术企业和中关村金种子企业。企业主要为国内外航天领域客户提供高效、可靠的航天发射服务、先进的航天装备制造、高性能产品配套,和广泛的工程、技术、安全、系统集成等领域系统化解决方案。
星河动力已经实现了国内民营火箭的量产和高密度发射,是首家实现海上发射、首家9连胜的企业,并且成功将商业组网卫星送入多个不同轨道,包括500km太阳同步轨道、800km倾斜轨道、500km晨昏轨道等。
星河动力核心产品有“谷神星”系列轻小型固体运载火箭、“智神星”系列中型重复使用液体运载火箭等。谷神星一号(CERES-1)为四级运载火箭,一二三级采用固体发动机,四级为先进液体上面级,是作为窄带物联网布网建设、补网发射的主力箭型,致力于为低轨小卫星提供质优价廉的快捷发射服务。
截至目前,谷神星一号火箭已成功为16家商业卫星客户提供服务,共发射35颗不一样的商业卫星,率先迈入了高密度发射的新阶段。智神星一号(PALLAS-1)为两级液体加先进上面级可重复使用运载火箭,一二级均采用“苍弯”液氧/煤油发动机,具有一级垂直回收、重复使用、一箭多星的优点,是未来宽带互联网星座建设的主力箭型。
2023年9月,星河动力完成总额11亿块钱的C轮融资,本轮融资将用于智神星一号可重复使用液体运载火箭的研发技术,和相关生产、试验及发射设施建设等。自2018年成立至今,星河动力共完成6轮融资,融资金额超28亿元人民币。
广州中科宇航探索技术有限公司是国内首家混合所有制商业航天火箭企业,创立于2018年12月,总部在广州南沙,覆盖了系列化运载火箭研发、定制化宇航发射亚轨道太空旅游等业务范围。
公司作为国家重大科研项目的成果转化平台,以发展先进宇航技术为目的,满足中科院自主进入空间的能力,打通前沿基础研究与科学应用的全创新链,形成了重大科研项目牵引、市场化融资和地方政府产业政策支持三方联动的航天产业创新模式。中科宇航下属公司有北京中科宇航技术有限公司、中科宇航(广州)装备工业有限公司、西安中科宇航动力技术有限公司三家全资子公司。
2023年1月,中科宇航产业化基地作为中国首个全产业链商业航天产业化基地在广州南沙落成投产。基地总规划占地面积约600亩,其中一期用地100亩,大多数都用在开展系列化固体、液体运载火箭的生产、试验、总装及测试工作,可年产30发运载火箭,将带动上下游产业链实现千亿级规模,填补广东在航天制造业上的空白。中科宇航与中国科学院微小卫星创新研究院等7家合作伙伴签署了力箭系列运载火箭重大发射项目协议,卫星签约数量200颗,总质量40吨,签约金额达16亿。
力箭一号(PR-1)运载火箭是中科宇航参与研制的首型固体运载火箭,具有发射方式灵活、快速的优点,大多数都用在太阳同步轨道和其他近地轨道中小型航天器的单星和多星组合发射,以及临近空间高超声速飞行器的助推发射。力箭一号通过优化设计,实现了接近1%的运载比,达到世界领先水平,大大降低了用户的入轨成本。
目前,中科宇航研究中的运载火箭有4种型号,分别是力箭一号甲(PR-1A)、力箭二号(PR-2)、力箭三号(PR-3)以及力箭三号重型(PR-3H),其中力箭二号是中科宇航研制中的首型液体运载火箭,是一款低温小型智能化运载火箭。力箭三号和力箭三号重型运载火箭均可重复使用,属于国际发射服务市场上主流的大型运载火箭,可适应高轨道发射任务。
中科宇航自2019年至今已完成7轮融资,最近于2023年4月完成6亿元C轮融资,本轮融资大多数都用在固体火箭批量生产、中大型液体火箭和可回收技术的研发,将逐步加强商业火箭的研发实力。
1月11日13时30分在山东海阳附近海域,引力一号商业运载火箭(遥一)将搭载的3颗卫星顺利送入预定轨道,首次飞行试验任务获得圆满成功。引力一号运载火箭由东方空间技术(山东)有限公司自主研制,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等多项纪录,助力我国卫星星座组网大规模建设,同时作为首款海上发射的捆绑型运载火箭,引力一号扩充了我国中型运载火箭海上机动发射能力,创新突破了固体运载火箭原最大约2吨运力的瓶颈。
马斯克旗下的太空探索公司SpaceX成功发射21颗卫星进入轨道,其中6颗可为现有手机提供卫星直连服务。按照规划,其和运营商将于2024年首先提供卫星短信服务,并在2025年将卫星通信服务扩大至语音通话和网络数据。SpaceX已获得美国监督管理的机构的批准,与T-Mobile合作测试这些卫星,此外SpaceX还与澳大利亚、加拿大和日本等国的本土电信公司成立其他合作关系。
12月10日9时58分,由八院抓总研制的长征二号丁运载火箭在我国西昌卫星发射中心点火起飞,随后将由中国航天科技集团五院、八院抓总研制的遥感三十九号卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功,完成长征系列运载火箭的第500次飞行。从1970年4月24日长征一号火箭首飞开始,长征系列火箭用了37年实现百次发射;而从2021年12月10日长征火箭第400次发射,到第500次发射,仅用时2年。
朱雀二号遥三运载火箭将搭载的鸿鹄卫星、天仪33卫星及鸿鹄二号卫星顺利送入预定轨道,一箭三星商业发射任务胜利收官。朱雀二号是中国首型以液氧甲烷为推进剂的中大型液体火箭,由蓝箭航天自主研制,作为国内首款连续发射成功的民商液体运载火箭,其技术状态成熟度和稳定能力得到进一步验证,可靠性达到商业化发射交付要求,在批量化生产和交付的新阶段迈出坚实一步。
由中国科学院力学研究所抓总、中科宇航公司参与研制的力箭一号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。采取“一箭26星”方式,将搭载的试验卫星顺利送入预定轨道。力箭一号作为中国当前最大的固体运载火箭,其连续成功标志着运载火箭技术状态成熟和可靠性的不断的提高,将加速商业运载火箭航班化发射步伐。并且此次“一箭26星”的成功发射刷新了中国一箭多星最高纪录。
以张家港城市命名的天龙二号液体运载火箭首飞箭点火起飞、成功发射,将一枚遥感卫星送入500公里高度的太阳同步轨道,展开遥感成像实验等技术验证。本次成功发射标志着我国民营航天企业已经具备液体火箭入轨发射能力,并开创了全球民营航天企业液体火箭首发即胜的历史。天龙二号液体运载火箭是全球私营航天首家液体运载火箭成功入轨飞行,也是全球首款应用煤基航天煤油飞行的运载火箭。
由中国航天科技集团有限公司一院抓总研制的长征十一号运载火箭在山东海阳港周边近岸海域,以“一箭双星”的方式成功发射微厘空间北斗低轨导航增强系统S5/S6试验卫星,卫星顺利送入预定轨道。本次任务首次将后端测发设备布置在岸上,发射点则位于3公里外的海上,近岸发射缩短了发射准备时间,同时还能利用近岸发射点海况较好的优势,为保障发射任务的成功再加码。
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