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對話藍箭CEO張昌武:固體火箭是牛刀小試 液體火箭才是未來

劃重點:

製造並發射火箭是一種風險極高、難度極大的高門檻創業項目。私企航天與國家航天是互補關係,兩者發射任務的側重點不同。液氧甲烷發動機是性價比最高的類型,能托舉起人類未來航天。中型運載火箭有自己的衛星發射市場,不會被大火箭完全壟斷。普通人太空遊只是時間問題,也是未來航天企業競爭的新領域。

文 /騰訊科技喬輝

2015年前後,中國火箭和衛星製造私企開始萌發,出現了像藍箭航天這樣一批敢於突破傳統思維,向太空進軍的企業。2018年,他們發射了中國首枚民營運載火箭“朱雀一號”,走通了火箭發射的各個環節,是中國商業航天起步的標誌事件。製造並發射火箭是一種風險極高、難度極大的高門檻創業項目。

騰訊科技從“朱雀一號”火箭話題切入,與藍箭航天CEO張昌武就火箭發動機技術、國內外商業航天環境的對比以及商業太空旅遊等問題進行了深入探討。張昌武表示,首發固體火箭“朱雀一號”只是前奏,今後公司的重心是液體火箭,也就是正在研發的“液氧甲烷”發動機,這種發動機清潔、高效、價格便宜,非常適合商業發射,SpaceX也在壓重金打造他們自己的液氧甲烷“猛禽”發動機。

在談到航天公司在航天發射方面是否有能力與國家航天進行競爭時,張昌武表示,航天公司是國家航天活動的重要補充,二者側重點不同,國家航天側重實現國家級重大專項,而航天公司側重民間航天發射的需要,更加靈活。

此外,我們就最近維珍銀河公司的“太空船二號”觸達太空以及藍色起源計劃進行亞軌道旅遊的熱點進行了討論,張昌武表示,太空旅遊對火箭和飛船的穩定性要求極高,在國內還沒有企業嘗試去做,但太空旅遊是業內共識,一定能夠實現,到時候普通人也買得起去太空旅遊的船票。

以下為專訪的主要內容:

騰訊科技:藍箭致力於液體火箭發動機的研製,而第一枚商業火箭“朱雀一號”卻是一枚固體火箭,這是出於什麽考慮?

張昌武:首先,“朱雀一號”對於整個中國,對於藍箭都意義比較重大,對於我們來講,它打通了四個鏈條:能力鏈條,供應鏈條,業務鏈條和發射鏈條。

其次,對於我們這樣一個初創團隊,把火箭製造出來仍然是一件很有挑戰的事情,雖然大家之前都在國家專業院所裡做過火箭和發動機,但是在我們這樣一個全新的平台上,新的組織模式下仍然能夠做出來,是一個需要驗證的事情,需要團隊之間的磨合。對於民營企業來講,研發火箭的保障措施:包括供應體系,測試體系,跟國家隊比起來還是有極大差距。如何把社會資源利用起來,把供應鏈條打通,這也是一個有挑戰的事情,或者說這本身比我們的火箭設計更具挑戰。

再次,民營企業的火箭造出來,進入發射廠,並發射出去,這中間的業務鏈條和發射鏈條都是全新的,我們是這個行業裡第一個吃螃蟹的人。在我們的“朱雀二號”問世之前,“朱雀一號”要幫我們把這個路走通。

最後,從技術上來講,固體火箭的研製周期比液體火箭要短。這也我們為什麽要先通過一枚固體火箭來投石問路。未來“朱雀一號”這個型號還是會保留的,也會根據市場的需求進行調整,但公司的核心戰略還是液體火箭。

騰訊科技:主流液體火箭通常使用的燃料包括,四氧化二氮/偏二甲肼;液氧/煤油,以及液氫/液氧,藍箭為什麽要研製液氧甲烷發動機?優勢在哪裡?

張昌武:首先,火箭的發展有兩大潮流,一個是可回收,另一個是低成本。可回收這項對推進劑本身的清潔性、環保性的要求是非常高的,包括後續對火箭發動機的修複要做到極低的成本,從這點上來講,有毒推進劑是不具備條件的。火箭80%以上的品質都是推進劑,推進劑成本佔比極高,從降低成本的角度考慮,我們要找到一款價格低廉,更容易獲取的推進劑,從這方面來講,甲烷具有天然的優勢:首先獲取比較容易,不像煤油,要求是航天級別的品質;甲烷的價格比煤油便宜一個數量級,經濟性上也更具優勢。

為什麽人類航天歷史上沒有使用過液氧甲烷發動機呢?首先人類的航天史相對還比較短,一開始使用的是肼類有毒推進劑,然後是液氧煤油推進劑和液氫液氧推進劑。在過去,這幾種推進劑是能夠滿足和支撐人類航天需求的。目前,全世界都在追求環保,歐美對環保都有一些法制上的要求,有毒推進劑已經開始退出歷史舞台了,國內也將會是這樣。雖然液氧煤油推進劑也比較成熟,但在回收和降低成本上劣勢比較明顯。雖然液氫液氧是比衝最優的推進劑,但風險和難度也是最大的,民營企業沒有人選擇氫氧發動機。擺在面前的選擇就是液氧甲烷發動機。甲烷的性能居於煤油和氫氧之間,但經濟性上遠遠好於兩者。國外SpaceX也在研製液氧甲烷發動機,但目前的迫切性沒有那麽高,另外,他們要研製的液氧甲烷發動機規模要比我們的大好幾倍,是一種推力200噸級的補燃發動機,不管是從規模還是技術路徑都比我們難一個數量級。我們的發動機在性能上是照著SpaceX的現有梅林發動機去的。

騰訊科技:藍箭在北京和西安分別有兩個研發中心,兩個中心各有什麽側重?湖州智能製造基地主要業務方向是什麽?

張昌武:我們先在北京成立的研發中心,然後在西安成立的研發分中心,又在浙江省湖州市成立了智能製造基地,也就是工廠。除了工廠外,那裡還有一些測試設施,在山裡面有試車台。也是是我們“朱雀二號”火箭發動機的測試總裝基地。北京和西安研發中心的地位是平等的,北京是運載火箭總體設計的研發中心,也包括液體火箭發動機“天鵲”的研發,西安全部是液體火箭發動機的研發團隊。國內液體火箭發動機的人才分布集中在北京和西安兩地,兩地具有人才優勢。

騰訊科技:SpaceX從NASA獲得了很大的支持,自從NASA的太空梭退役後,在相當長的時間內,都非常依賴俄羅斯和SpaceX這樣的私企公司的火箭,運送宇航員和貨物到國際空間站。國內環境與美國不同,中國航天局本身有自己強大的火箭隊伍,發射也非常成熟可靠。相比之下,我們無法直接得到國家航天的技術支持,而且看起來還存在一定的競爭關係。藍箭的優勢在哪裡?

張昌武:我們和國家隊不是競爭關係,也不可能去競爭。我們看到,國內小立方星都是用火箭的冗余載荷發射的,對於小衛星來講,能找到這樣的一次搭載機會是非常不容易的,我們公司的定位是要做國家隊的補充。國家隊的工作重心仍然是,為了滿足國家和軍事發射的需要,側重國家任務的實現。我們公司本身是立足於商業發射市場,可執行更有彈性、更高頻次、更經濟的發射。在未來,國家隊會越來越會聚焦國家級的大任務,包括空間站的建設、北斗系統的建設、探測月球和探測火星這樣一些重大工程。而對於我來講,就是要把商業發射做好,實現更高頻次和更低成本的發射是我們的目標。

騰訊科技:據報導,SpaceX未來重心是在重型獵鷹和大獵鷹(BFR)火箭的研發上面。大型火箭能夠極大降低部門載荷發射成本,在價格上有優勢。咱們中型火箭如何去和類似的大型火箭競爭呢?

張昌武:從發射市場上來看,追求的不僅僅是部門品質的發射成本,而是追求的綜合發射成本,綜合成本裡麵包括時間成本。SpaceX的大火箭部門載荷發射成本確實很低,但對於小型衛星公司來講,是買不起大火箭的,火箭都是按照一發多少錢交易的。

我們也有發展大火箭的能力,基於我們正在研發的百噸級液氧甲烷發動機,將來可通過標準化的構型進行擴展就能夠進入大火箭領域,應該說我們這款發動機從定位就給未來的大火箭留足了空間,也做好了鋪墊。

騰訊科技:12月14日,維珍銀河公司的“太空船二號”飛到了83公里的高度,亞軌道旅遊指日可待。包括藍色起源(Blue Origin)公司也在積極備戰亞軌道旅遊。藍箭在太空旅遊方面,有沒有自己的未來規劃?

張昌武:在未來,能夠把普通人送入太空,應該是一個共識。但還需要一個較長的時間,或許是10年以後的事情,尤其從國內商業航天發展的階段來講,首先要有一款可靠性得到充分驗證的火箭。把商業衛星發射的問題解決之後,再進入到下一個載人環節上去。

騰訊科技:12月16日,Rocket Lab公司成功發射了名稱叫“電子”火箭,並把13顆立方星送入了軌道。據介紹,這種火箭的渦輪泵採用電驅動,而非傳統的燃氣驅動,這種火箭的優勢在哪裡?

張昌武:首先從定位上來講,他們是做小火箭的,我們是做大中型火箭的,他們的技術確實很創新,但也只能做小火箭,如果做大火箭的話,電驅動功率就沒法支撐了,另外他們走的技術路線,在國內實施性也比較差。對於我們中型火箭來講,技術上就沒法實現。但這種技術確實挺創新的。

騰訊科技:除了陸基發射之外,還有一種機載的發射方式,像軌道科學公司(Orbital Science)就是採用的這種方案,維珍旗下的維珍軌道公司(Virgin Orbit)也在發展這種技術,藍箭有沒有機載發射的技術路線呢?

張昌武:這種發射的運載能力是很有限的,國內的空域管理也與國外不同,實施起來也很有問題。

騰訊科技:2015年後,突然湧現出不少火箭發射和衛星製造的公司,您認為是什麽原因呢?

張昌武:在航天圈子裡,成立商業火箭和衛星公司的想法肯定已經醞釀了很長時間,我們是國內成立的第一家商業公司,2015年也有同步的航天商業公司成立起來。這與國外商業航天的發展是有關係的,SpaceX、Rocket Lab、Planet等這些國外公司大約都是在2013年成立的,2014年進入到商業航天中。航天公司的出現讓國家對商業航天逐漸更加開放了,這相當於幾個人打開了一扇大門,導致大家都湧入到賽道裡面。

騰訊科技:藍箭的願景是什麽?

張昌武:藍箭航天的願景是成為世界一流的商業火箭企業,讓老百姓也覺得太空是一件觸手可及的事情,正如我們的使命一樣:LAND YOUR DREAM IN SPACE.

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