快舟一号甲(英文:Kuaizhou-1A,简称:KZ-1A),是由中国航天科工火箭技术有限公司研制的三级固体运载火箭。
研制历程
历史背景
20世纪90年代初海湾战争后的几次战争已经证明,卫星是打赢信息化战争不可或缺的关键装备,太空是未来战争的主战场。随着反卫星技术的发展,各国太空轨道上的侦察、导航、通讯等卫星都面临着被反卫星武器摧毁杀伤的现实威胁。而传统的航天发射,研制、发射和准备周期长、费用高昂,无法及时响应卫星补发需求。正因如此,美国在2002年提出“太空快速响应作战系统”的概念,主要是在己方卫星被摧毁时,利用预先组装和快速发射技术,在极短时间内装配完成卫星,再利用配套的快速运载火箭实现应急发射,从而准确、快速、经济地将备份卫星送入太空,为己方提供实时战场支持。
中国启动
进入21世纪10年代,
中国航天科工集团有限公司瞄准卫星快速发射、推动商业航天产业发展,大力推进高性价比运载技术发展,着力打造
快舟系列运载火箭,发展商业航天动力技术及产业。2016年2月,中国首家按商业模式开展研发和应用的专业化火箭公司——
航天科工火箭技术有限公司在武汉注册成立,中国国内商业航天产业启动。
航天科工火箭技术有限公司作为快舟一号甲火箭的研制单位,成立于2016年2月16日。该公司位于武汉国家航天产业基地的快舟火箭总装总调中心(一期)已投入使用,主要用于快舟固体运载火箭总装测试,已具备年产20发固体运载火箭的总装测试能力。
研发进程
2012年,中国航天三江集团有限公司成功完成
快舟一号固体运载火箭的方案飞行试验。
2017年,快舟一号固体运载火箭的升级版快舟一号甲固体运载火箭研制成功。为进一步提升中国快速进入空间的能力,航天三江2014年开始快舟十一号固体运载火箭的科研攻关。
研发团队
研制单位:中国航天科工火箭技术有限公司是中国首家商业模式开展研发和应用的专业化火箭公司,于2016年2月16日成立,注册资金3亿元,致力于为国内外客户提供商业航天发射服务,未来业务范围还将拓展到卫星应用、飞船发射、深空探测等领域。。
总指挥:黄剑波(中国航天事业50年重大贡献奖)
系统组成
总体设计
快舟一号甲运载火箭系统主要由快舟一号甲运载火箭、地面发射系统以及相关配套设备组成。快舟一号甲运载火箭是在原快舟一号星箭一体化运载器的基础上,改进研制的一款通用型固体运载火箭,扩展了整流罩的长度和直径,提高了任务适应性,在保证运载能力的同时增加了搭载卫星的空间。快舟一号甲运载火箭采用三级固体动力+末级液体助推的串联式布局,并采用国际通用接口,主要为300千克级低轨小卫星提供发射服务,具有发射成本低、飞行可靠性高、入轨精度高、准备周期短、保障条件少等特点。
快舟一号甲固体运载火箭采用了水平总装、水平测试、水平运输的“三平测发模式”,有效提高了操作的便利性;由移动发射车在普通硬实地面实施发射,不需要复杂的发射塔架,简化了发射保障设施;火箭具有先进末级,可同时保证多轨道发射能力和高精度入轨姿态,满足一箭多星用户的快速发射和部署需求。
“快舟·锐科激光号”是一枚在
武汉国家航天产业基地快舟火箭产业园总装的火箭。从零散器件到发射升空,这枚火箭经历了产品齐套、舱段装配及总检查测试、运输体状态装配及总检查测试、厂房内全箭总装测试、发射场总装测试五大阶段。
设计参数
快舟一号A运载火箭运力系数:
发射动态
发射记录
发射任务
2017年
2017年9月12日12时11分,中国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲小型运载火箭成功发射吉林一号灵巧视频03星,同时搭载行云试验一号、凯盾一号两颗立方体星。该次任务采用纯商业发射合同组织形式,完全按市场行为运作,是快舟火箭的“商业第一单”,标志着中国在商业航天领域迈出新步伐。
2019年8月31日早上7点41分,快舟一号甲固体运载火箭在酒泉卫星发射中心以“一箭双星”的方式,成功将“微重力技术实验卫星”与“潇湘一号07卫星”分别准确送入预定轨道。这是中国首次完成星箭通信空空链路对接试验。“空空链路对接”指的是通过在
运载火箭末级增加
通信终端和天线,在太空中为卫星提供遥测信号,建立了一个火箭末级与卫星之间的通讯,利用末级的天基测控终端,和中继卫星进行连接,把卫星的信号传下来。使地面工作人员可以在星箭分离后,继续保持地面对卫星的全程跟踪。在这之前,卫星发射后,运行到在地球背面的时候,其无法和地面测控站进行连接,卫星在背面转回来之后,地面测控站才能连接上,方能知晓卫星的状态。“空空链路对接”的实现则可避免该种卫星短暂失联的情况发生;同年11月13日11时40分,命名为“快舟·我们的太空号”的快舟一号甲遥十一运载火箭,在
酒泉卫星发射中心成功将“吉林一号”高分02A卫星发射升空,卫星进入预定轨道,任务获得圆满成功;同年11月17日18时,中国在
酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭,以“一箭双星”的方式成功将全球多媒体卫星系统α阶段A、B卫星(KL-α-A、KL-α-B)发射升空。卫星进入预定轨道,任务获得圆满成功。
2020年1月16日11时02分,中国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭,成功将中国首颗通信能力达10Gbps的低轨宽带通信卫星——银河航天首发星发射升空。卫星进入预定轨道,任务获得圆满成功。航天科工联合
支付宝团队命名“快舟·富强福”号;同年5月12日9时16分,中国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭,以“一箭双星”方式,成功将行云二号01/02星发射升空,卫星进入预定轨道,发射取得圆满成功。行云二号01/02星将在轨开展天基物联网通信技术、星间激光通信技术以及低成本商业卫星平台技术的验证,并初步开展物联网示范应用。由于疫情延期,“行云二号”01星命名为“行云武汉号”,并通过在箭体上涂刷“英雄武汉·伟大中国”和“致敬医护工作者群像”的方式,致敬英雄的城市、英雄的人民和广大医护工作者;同年9月12日13时2分,中国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭发射“吉林一号”高分02C卫星,火箭飞行出现异常,发射任务失利。具体原因正在进一步分析排查。
2021年8月21日,在位于武汉国家航天产业基地的快舟总装总调中心,两发快舟一号甲火箭完成总装测试,将出发执行发射履约任务;同年9月27日14时19分,快舟一号甲遥四固体运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,以“一箭一星”方式,将吉林一号高分02D卫星(又称:
和平精英号卫星)送入预定轨道,发射任务取得圆满成功;同年10月27日14时19分,中国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭,成功将吉林一号高分02F卫星发射升空。卫星进入预定轨道,发射任务获得圆满成功;同年11月25日7时41分,中国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭,成功将试验十一号卫星发射升空。卫星进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。该次任务是快舟一号甲运载火箭的第13次飞行;同年12月15日10时,中国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭执行GeeSAT双星商业航天发射任务,火箭飞行异常,发射任务失利。具体原因正在进一步分析排查。
2022年6月22日10时08分,中国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,成功将
天行一号试验卫星发射升空。卫星进入预定轨道,发射任务获得成功。该卫星主要用于开展空间环境探测等试验。该次任务是快舟一号甲运载火箭第15次飞行;同年8月23日10时36分,中国在西昌卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,成功将中科院创新十六号卫星发射升空,卫星进入预定轨道,发射任务获得圆满成功;同年9月6日10时24分,中国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,成功将微厘空间低轨导航增强系统 S3/S4 试验卫星发射升空,卫星进入预定轨道,发射任务取得圆满成功;同年9月25日6时55分,中国在太原卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,以“一箭双星”方式,成功将试验十四号和试验十五号卫星发射升空,卫星进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
北京时间2023年3月22日17时09分,中国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,成功将天目一号气象星座03~06星发射升空,卫星进入预定轨道,发射任务获得圆满成功;同年6月9日10点35分,快舟一号甲固体运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,以“一箭一星”方式,将中国首颗平板式新体制通信试验卫星“龙江三号”送入预定轨道,发射任务取得成功。该次任务是快舟一号甲固体运载火箭的第20次发射;同年7月10日,
东风风神与快舟火箭已官宣开启战略合作,并已推出了电混SUV 风神皓瀚越野车。命名为“快舟・皓瀚号”的快舟一号甲固体运载火箭已于酒泉卫星发射中心完成起竖,将择机发射;同年7月20日11时20分,中国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,成功将天目一号气象星座07-10星发射升空,卫星送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于提供商业气象数据服务。该次任务是快舟一号甲运载火箭第21次飞行;同年8月14日,中国在西昌卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,将和德三号A~E星等5颗卫星发射升空,卫星顺利送入预定轨道,发射任务获得圆满成功;同年12月27日14时50分,中国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,成功将天目一号气象星座19~22星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
2024年1月11日11时52分,中国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,成功将天行一号02星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。此次任务是快舟一号甲运载火箭的第26次飞行;同年9月20日17时43分,命名为“快舟·inne号”的快舟一号甲固体运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,以“一箭四星”方式将天启星座29星、30星、31星、32星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。该组卫星是低轨卫星物联网通信卫星,是天启星座的重要组成部分。
12月4日12时46分,中国在西昌卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,成功将海哨一号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
技术创新
快速响应
快舟一号甲固体运载火箭简化了发射保障设施,发射准备周期大大缩短,可满足小卫星、微小卫星的发射需求。此外,火箭还采用水平总装、水平测试、水平运输的“三平测发模式”,提高了操作便利性;具备先进末级,可同时保证多轨道发射能力和高精度入轨姿态,满足一箭多星需求。
快舟一号甲固体运载火箭是中国航天科工在国际上首创提出星箭一体化设计理念,中国首个具有低成本、快速集成、快速入轨创新特点的固体运载火箭,可应用于自然灾害突发、地面监测和通信系统发生故障时,实现卫星的快速发射和空间部署,及时获取灾害情况信息,为最大限度地减少灾害损失和组织抗灾救灾创造条件。
成本优势
进入21世纪,国际上的“星座快速构建”模式就是短时间内快速发射多颗卫星,让卫星在太空快速组建网络,实现技术应用目标;另一个好处就是可以大幅降低商业发射成本,提升商业卫星发射的竞争力。因为当下卫星越做越小、数量越来越多,所以提高发射效率是卫星发射技术竞争的关键之一。
在国际商业发射中,小型运载发射报价一般为每千克2.5到4万美元。而快舟一号甲运载火箭的报价不到2万美元,快舟十一运载火箭报价不到1万美元,价格极具竞争力。
荣誉表彰
2016年11月,在由中国国家发改委、商务部、工信部、科技部、中科院、工程院、中国贸促会、联合国工业发展组织、上海市人民政府共同主办的2016中国国际工业博览会上,快舟一号甲运载火箭获创新银奖。
总体评价
快舟一号甲小型运载火箭是在快舟一号火箭基础上适应性改进的一型低成本、高可靠性的通用型固体运载火箭,采用国际通用接口,可为300千克级及以下低轨小卫星提供发射服务,具有发射成本低、准备周期短、保障条件少和快速集成、快速入轨等特点。
快舟一号甲火箭采用车载发射反应速度快,既可以平时承担商业发射任务,也可以履行快反应急职能,迅速从储存状态取出发射执行任务,实现“太空快速补网”。随着中国航天技术的发展,“快舟”家族将有更多的新成员出现,中国“太空快速响应系统”也会愈加完备。(环球网、中国军网 评)