捷龙一号首飞成功开启“纯商业”征程

文/高一鸣 王伟童

▲ 厂房中的捷龙一号遥一运载火箭

8月17日12时11分，中国航天科技集团有限公司首个纯商业运载火箭——捷龙一号四级固体运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将3颗卫星送入预定轨道，发射取得圆满成功。这是捷龙一号运载火箭的首次发射，标志着中国“龙”系列商业运载火箭从此登上历史舞台。

“捷龙一号”此次发射的3颗卫星是千乘一号01星、星时代-5卫星和天启二号卫星。其中，千乘一号01星的遥感相机重量不到11千克，却可在500多公里高的太空获取分辨率高达2米的影像，工作模式灵活，数据获取能力强，将在我国微小商业遥感星座的发展中发挥重要作用。

中国“龙”的新“长征”

近50年前，也是在酒泉卫星发射中心，长征一号运载火箭成功首飞，开启了中国长征火箭家族的荣耀，而“捷龙一号”则宣告中国“龙”系列运载火箭以高起点跨入商业航天市场。

与直径2.25米、高约29.5米的“长征一号”相比，直径1.2米、高约19.5米的“捷龙一号”是中国体量最小的运载火箭，但却足以把173千克的东方红一号卫星送上500公里太阳同步轨道，顺便捎几个立方星，运载效率达国内最高。火箭成熟后，生产周期只需6个月，运抵发射场后，可实现24小时内发射，履约周期大大缩短。

“捷龙一号运载火箭已拿下6个商业发射合同，下一次发射预计在今年年底，明年还有5次发射，此外，还有意向发射30发。”中国火箭公司总裁唐亚刚介绍，“下一步，我们还将研制运载能力更大的捷龙系列固体商业运载火箭与腾龙系列液体商业运载火箭，覆盖更多市场需求，几年后，还将实现液体商业运载火箭可重复使用，以创新驱动引领商业发射市场高质量发展，履行‘让航天链接人类生活’的使命。”

纯商业化，真不一样

虽然为我国商业航天市场繁荣打下了技术与人才基础，但航天科技集团也清醒地认识到，市场只认实力，不认功劳簿。只有从思想到行动实现“纯商业化”转变，才能继续引领市场。

孕育出长征系列运载火箭的中国运载火箭技术研究院，将其所属中国亚太移动通信卫星有限责任公司，升级为中国长征火箭有限公司（简称“中国火箭公司”），独立运营，探索新时代商业发射高质量、高效率、高效益的商业模式、研发模式、运营模式。研制捷龙一号火箭，就是其探索的第一步。

▲ 捷龙一号遥一运载火箭起运前

中国运载火箭技术研究院在研制长二捆火箭时，就曾采用了贷款筹资等商业手段。火箭弹道设计专家余梦伦院士说，长二捆全箭使用一种发动机的商业思路，甚至可能启发了后来的Space X。不过，长二捆火箭的研制主要还是依托国家的计划体系，远达不到“纯商业化”的标准。

在捷龙一号火箭研制中，中国火箭公司直接面向社会资本融资，没拿一分钱的国家计划资金。背靠运载火箭技术研究院，捷龙一号火箭采用院内总体单位研发+中国火箭公司运营、利益共享的模式，在技术实力上投资方是信服的。捷龙一号火箭定位在百千克以下微小卫星验证、组网、补网细分市场。中国火箭公司副总工程师李少宁介绍，到2025年，该市场的国内外发射需求量大约有200多发，市场足够大。

商业市场对成本十分敏感，融资也要省着花。中国火箭公司打破体制壁垒，开展竞争性采购，打造了全新的供应链。李少宁回忆，2018年5月，中国火箭公司召开了大型产品订货会，供应商纷至沓来，择优选取。

商业航天不能“低水平重复”

降成本，供应链重要，技术方案更重要。只有将先进方案与成熟产品有机结合，才能真正把成本降下来。捷龙一号火箭的控制方案就是典型代表。

运载火箭主要用燃气舵或摆动发动机喷管等方式来控制，前者的代表是“长征一号”基础级，后者的代表是“长征二号”及后续长征系列运载火箭的芯一级。这两种控制方式很“给力”，且出了大气层也能用，唯一的缺点就是贵。

捷龙一号团队反复权衡，选择了一个罕见的方案：火箭发动机全部采用固定喷管，用空气舵+反推控制系统（Reaction Control System，RCS）来控制火箭。这一方案的妙处在于把以往分给各级火箭的控制工作“统一”了。

空气舵像飞机机翼，只能在大气层内用，装在一级尾部；反推控制系统装在“头顶”。两者力道没有燃气舵或摆动发动机喷管大，但上下搭配，足以实现“四两拨千斤”的效果。一级分离后，二、三、四级靠反推控制系统控制，一级则在空气舵的控制下，更准确地飞向预定落区。

▲ 捷龙一号遥一运载火箭整装待发

这套系统方案十分简捷，既省钱，又省了火箭的空间和重量，但也给具体设计工作带来了一定难度。“捷龙一号”项目技术经理龚旻介绍，团队成员以“大胆创新，容错试错”的设计理念，在能量管理、在线迭代制导以及电气系统的集成化通用化设计等方面取得了一系列突破，最终圆满实现了预期目标，火箭控得很稳，卫星精确入轨。

▲ 自行式运载火箭发射车

作为“龙”系列的“开头箭”，细细数来，“捷龙一号”创造了中国运载火箭技术的15项“第一”，而研制周期才不到18个月。正如唐亚刚所说，商业航天不能“低水平重复”。“作为国家队，我们有责任以创新驱动引领商业航天。”