箭星船器齐发力，商业航天要整活儿

来源：中国航天报

展望今年全球商业航天，在火箭、卫星、载人航天、深空探测等领域不乏亮点。一些佼佼者胸怀雄心壮志，还有一些新玩家打算尝试颇为新奇的技术方案。无论最终成败如何，从更广阔领域汇聚的探索者们必将对航天事业发展产生深远影响。

火箭攀高峰有新意

放眼今年全球商业火箭任务规划，最引人注目的是两个大家伙——美国SpaceX公司的“星舰”和蓝色起源公司的“新格伦”。

今年，“星舰”注定会很忙，既要尽快测试换用猛禽3发动机、近地轨道运力超过100吨的V3版，投送实用载荷入轨，又要努力追赶进度，尝试高频次发射、回收第二级、在轨大规模转移低温推进剂、演示载人登月舱着陆月面等，支持美国载人登月。为此，SpaceX公司正在建设全新的“星舰”发射场和制造厂。

“新格伦”已成功回收第一级，今年将担当重任。一方面，它计划在第三次任务中使用推力280吨的增强型发动机，提升运力。另一方面，蓝色起源公司正在加紧研制升级型“新格伦”，设计近地轨道运力将从45吨提高到70吨以上，地月转移轨道运力将超过20吨，整流罩直径将从约7米增加到近9米，以便争夺近地轨道和地月空间的大订单。

此外，国外一些新型商业火箭“不走寻常路”，今年准备挑战首飞、回收。

美国火箭实验室公司的中子号火箭设计起飞质量480吨，不同模式下近地轨道运力13～15吨，号称“全球最大的复合材料火箭”。它的第一级规划垂直起降回收，第二级堪称“别出心裁”，连同载荷被整流罩完全包裹住。当火箭飞行到足够高度时，整流罩会像河马大嘴一样张开，第二级将被弹出并加速入轨。

美国斯托克航天公司的新星火箭计划全面回收复用，在不同模式下近地轨道运力3～7吨。值得一提的是，“新星”第二级安装了特殊设计的发动机，拥有24个独立控制的小型推进器，也就是有24个小喷嘴。它们将在太空中巧妙协调，促使推力最大化，并辅助第二级再入时稳定减速着陆。而且，“新星”第二级采用液氢冷却隔热大底，低温液氢流经管路时吸热降温，有助于缓解烧蚀，减轻检修负担，提升复用周转效率。

今年，中国商业火箭有望“集体爆发”。长征系列及快舟、捷龙等火箭将不断拓展商业发射市场。新型5米级直径商业火箭以及“谷神星二号”“致航一号”“天龙三号”“力箭二号”“智神星一号”“双曲线三号”“星云一号”“跃迁一号”等民营商业火箭正在筹备首飞，部分型号未来将施展不同技术手段，回收第一级。

值得关注的是，今年海南商业航天发射场预计会进行20～30次发射，将与其他发射场携手提升中国进入空间的能力。美国、欧洲、印度等一系列中小型商业火箭同样“跃跃欲试”，有可能促使今年全球航天发射次数再创新高，进入火箭运力极大丰富的新时期。

▲ 美国中子号火箭打开整流罩效果图

近地轨道迎精彩

今年，近地轨道商业航天活动将呈现“多线并行”态势：大型星座加速组网，新技术飞行器积极探索新用途，商业空间站初现曙光……各方均在努力加速新技术成熟，拓展市场。

随着V3版“星舰”加紧推进，数万颗V3版星链卫星部署也被提上日程。每颗V3版星链卫星重达2吨，设计支持下载速度1泰比特/秒、上传速度160～200吉比特/秒，将为更广阔区域提供更稳定的高度互联网通信。另外，15000颗特殊的星链卫星将陆续入轨，直连手机，支持用户享受更便利的移动宽带服务。

星链星座的全球活跃用户已逼近千万大关，盈利颇丰，刺激多国竞争者积极追赶。今年，中国、美国、加拿大、欧洲的诸多商业星座将加速组网。有的期望部署成千上万颗卫星，直面星链星座竞争。有的瞄准移动宽带通信、对地遥感、高精度导航、空间感知等细分市场，凭借数十颗或数百颗卫星，吸引特殊客户。

事实上，商业卫星的技术含量不断提高。以波音公司研制的宽带全球卫星-11为例，采用3D打印增材制造、快速成型、敏捷开发技术，显著压缩了研制周期，又配备了新型抗干扰载荷。它有望为各服务区域分别提供优化服务，借助全新加密技术，在复杂干扰环境中不间断通信，颇受高端商务和防务领域客户期待。

近地轨道乃至地月空间的多功能飞行器将是今年国外商业航天的重点技术突破方向。美国企业将在地球静止轨道上测试新一代轨道延寿飞行器。该飞行器可携带最多12个任务扩展舱，将通过2部机械臂将1个任务拓展舱安装到客户卫星上，开展在轨检修，延长客户卫星工作寿命。此外，日本、欧洲企业规划开展太空垃圾清理、“太空加油”等在轨服务测试，今年有望部署多个试验飞行器。

太空环境孕育着制药、材料科学、生物实验的新机遇。美国瓦尔达航天工业公司计划于3月发射W-6返回舱，继续开展太空制药和高超声速导航控制研究。中国多家商业航天企业积极组织运营货运飞船和返回式卫星，规划组合式空间实验平台，支持长期在轨载荷测试和储存服务。

今年，商业载人航天期待“重头戏”。其中，国际空间站将于4月再次迎来波音公司的星际线飞船。只不过，这将是一次无人货运任务，主要目的是为波音公司挽回名誉并弥补技术短板，以免连锁波及更多航天业务。同理，追梦者货运航天飞机也将克服诸多挑战，争取在今年入轨。

随着国际空间站“老态龙钟”，美国近地轨道商业空间站计划已是刻不容缓。瓦斯特航天公司的港湾1号单舱空间站准备担当“探路先锋”，可提供45立方米增压空间、1.1米直径观景舷窗以及基于星链星座的激光通信，支持首批4名航天员在轨工作14天，并尝试延长到30天左右。后续，随着“星舰”、升级型“新格伦”发展成熟，多方合作的数个商业空间站蓄势待发。

通过应用商业航天模式，中国轻舟货运飞船和昊龙货运航天飞机空间站今年有望首飞，助力中国空间站货运补给更便利、运营更高效。

▲ 港湾1号空间站对接载人龙飞船效果图

深空赚钱未雨绸缪

随着商业航天蓬勃发展，深空探测任务被视为新的盈利增长点，今年多个航天器准备出征。

在月球探测领域，蓝色起源公司的蓝月亮Mk1货运着陆器即将首飞，设计能向月面投送3吨有效载荷，有望刷新世界航天纪录，还将为载人登月舱验证技术，对SpaceX公司的大订单“虎视眈眈”。

文图瑞太空实验室公司的FLIP月球车有望搭乘航天机器人技术公司的狮鹫号着陆器落月，计划测试适用于月球南极的垂直优化太阳翼电池。这辆总重约450公斤、有效载荷能力约60公斤的月球车，其实是一款样车，真正的大家伙是总重超过2吨、有效载荷能力1.5吨的FLEX月球车，未来有望由“星舰”送往月球南极。

萤火虫航空航天公司的蓝色幽灵着陆器将尝试第二次着陆月面，并部署阿联酋月球车和美国月背低频射电望远镜。值得一提的是，该公司研发的轨道飞行器将负责灵活部署着陆器和欧空局的月球轨道器，有望在月球、火星任务中施展更多本领。

直觉机器公司将第三次部署新星-C着陆器，获取月球地质、电磁辐射等信息，验证地月空间导航技术。

太空采矿被视为深空资源开发的未来产业，一些商业航天公司已筹划布局。例如，宇宙锻造公司的探测器计划随新星-C着陆器一起发射，使用光谱仪扫描勘测小行星，甚至尝试利用磁铁装置吸附式着陆小行星。该公司的近地轨道卫星已成功运作上千摄氏度的“熔炉”，测试太空冶炼技术。

在行星探测领域，一些商业航天计划也令人期待。比如，多家美国公司规划建设火星通信中继星座，试验星已在研制。再比如，火箭实验室公司研制的“金星生命探索者”正在加紧测试，今年有望开展所谓“首次私人深空探测任务”。