2024年11月27日早上10点整,朱雀二号改进型(ZQ-2E)遥一火箭在酒泉点火升空,成功将光传01/02卫星送入轨道,试验飞行任务圆满成功。
你肯定也好奇,ZQ-2E都改了些啥?有了可回收火箭朱雀三,为啥还要再去改朱雀二?ZQ-2E到底要卖给谁?
01
ZQ-2E:一切为了“运力”
朱雀二号大家已经很熟悉了,中国民营火箭里的明星产品,也是全世界第一款入轨的液氧甲烷火箭。改进前的朱雀二号一级采用了4台蓝箭自研的80吨级液氧甲烷发动机天鹊12,起飞质量220吨,起飞推力268吨。
但朱雀二号作为一款商业火箭,有一个比较“致命”的缺点:运载系数低。200公里的LEO运力为4吨,运载系数1.8%,500公里SSO轨道运力1.5吨,运载系数0.68%。这个数据远远低于现役其他液体火箭,甚至不如与它起飞重量相当的“毒发”长四乙。
(图:朱雀二号总装 图源:蓝箭航天)
而运载系数是一枚商业火箭的命脉,运载系数越大意味着相同成本下,火箭能够发射的载荷重量越多,每公斤发射成本也就越低。为了提升运载系数,ZQ-2E对二级火箭做了多项技术升级,所有工作都围绕一个重点:减重。
1.二级火箭发动机天鹊15A改用了大尺寸铌合金喷管延伸段,降低了发动机重量;
2.二级火箭改用了双低温单层共底贮箱,减少了箱底和箱间段的数量。单层共底和单层隧道管也降低了结构的复杂性,有效减少了二级火箭的结构重量;
3.取消了二级的天鹊11游机,改用云鹊10姿轨控系统,有效减重400公斤;
4.取消二级的正推火箭,采用间歇性沉底方案,有效减少推进剂用量和二级系统复杂性,提高了运力,适用于长期滑行、多次再起动的情况;
5.采用全过冷加注方案,有效增加了推进剂密度,提高运力。
(图:朱雀二号改进型二级火箭设计改动 图源:蓝箭航天)
经过这些减重,朱雀二号成功将500公里SSO轨道的运力从1.5吨,提升到了4吨。值得注意的是,ZQ-2E的一级沿用了老款的设计,没有采用共底贮箱,这可能是因为一级减重对运力的提升没有二级影响大。
朱雀二号改进型,一切都是为了提升运力。
02
“牛夫人”还是“小甜甜”?
网友总是喜新厌旧的,当初朱雀二号首飞的时候我们叫它“小甜甜”,现在有了朱雀三号,朱雀二号就成了“牛夫人”了。
ZQ-2E发射之后,有网友在微博提问:都有朱雀三号了,为啥还要改朱雀二号呢?是啊,都有小甜甜了,蓝箭为啥还要再去改牛夫人呢?
(图:朱雀二号点火 图源:蓝箭航天)
实际上,数数中国商业航天发射市场可用的火箭你就会发现:ZQ-2E才是正儿八经的“小甜甜”。
目前中国商业航天发射市场能用的火箭大概有12款:双曲线一号、谷神星一号、引力一号、力箭一号、捷龙三号、快舟一号系列、快舟十一号、天龙二号、ZQ-2E、长六甲、长二丙和长四乙。
(图:国内部分商业火箭运力 制图:你好太空)
其中SSO运力能够达到4吨及以上的火箭只有引力一号、长六甲和ZQ-2E。引力一号是纯固体火箭,长六甲也捆绑了4个固推,在每公斤运力成本上,应该也是高于ZQ-2E的。
至少在可回收火箭落地前,朱雀二号不会成为“牛夫人”。
03
ZQ-2E要卖给谁?
那国内的可回收火箭研制进度如何呢?目前,国内在研的可回收火箭有7款,运力和首飞时间如下:
(图:国内可回收火箭运力及首发时间 制图:你好太空)
如果参考猎鹰9号2010年首飞、2015年回收、2017年复用的节奏,中国的可回收火箭们要等到2032年才能形成稳定、高频率、低成本的商业发射能力。即使我们拥有后发优势,民营火箭公司们对于这个时间的预测也不早于2027年。
但有人等不了。2024年8月6号,垣信卫星成功使用长六甲火箭将千帆星座首批18颗商业组网卫星发射升空,总计规划1.5万颗左右的千帆星座正式开始组网,其中:2024年计划发射卫星108颗;2025年前发射卫星648颗;2027年前完成一期1296颗卫星组网建设。
(图:千帆极轨01组卫星发射 图源:中国航天科技集团)
截至发稿日,长六甲一共也才完成了两次千帆星座一箭18星组网发射任务。距离2024年结束还有一个月,垣信压力山大。
在ZQ-2E遥一首飞成功后,蓝箭宣布:改型火箭正式进入商业运营阶段,面向市场进行批量化交付,ZQ-2E完全就是为了千帆星座而改。
可以预见的是:接下来ZQ-2E和长六甲将会成为千帆星座发射的主力箭。