尚輝 (中國運載火箭技術研究院宇航部)
長征-11首次亮相國際小衛星商業發射服務市場
尚輝 (中國運載火箭技術研究院宇航部)

近年來,小衛星技術及應用快速發展,逐步從科學試驗轉向業務應用,并已成長為一個全球熱門的新興產業。隨之而來的市場需求,使小衛星的發射服務從初期單一的搭載發射模式,逐步發展成為由多種模式組成的一個發射服務市場的細分門類。
長征-11(CZ-11)是中國新一代“長征”運載火箭的一員,它于2015年9月25日圓滿完成首飛,將4顆小衛星準確送入預定軌道。作為一種經過飛行驗證的、專門面向中小型衛星發射服務的運載火箭,在小衛星產業蓬勃發展的背景下,長征-11火箭可謂生逢其時。
經過市場調研和策劃,長征-11火箭正式亮相在2016年5月30日-6月3日召開的國際小衛星系統及服務大會(Smell Satellite Systems and Services,亦稱4S小衛星大會)上,完成了在國際商業發射服務市場的首秀。
長征-11是“長征”運載火箭家族中的第一種固體運載火箭。它基于中國航天成熟的火箭總體和固體發動機技術研制,具有設計簡潔成熟、發射操作簡捷、環境友好等特點。
該火箭是四級小型固體運載火箭,全長20.8m,起飛質量57.7t,最大箭體直徑2m,有直徑1.6m和2m的兩種整流罩。它主要用于將中小型航天器以“一箭一星”或“一箭多星”的模式發送至1000km以下、不同傾角的低地球軌道(LEO)及太陽同步軌道(SSO),具有較強的任務適應性。該火箭的500km高太陽同步軌道運載能力為420kg,500km高低地球軌道運載能力為610kg。其發射能力與小衛星發射需求十分匹配。
4S小衛星大會是由歐洲航天界牽頭組織、全球航天界參加的小衛星業界技術和商業交流會。該大會自1992年以來每2年召開一屆,已吸引來自全球約30多個國家和地區的公立及私營機構的人員參加會議,是小衛星行業的世界頂級會議之一。本屆4S小衛星大會已于2016年5月30日-6月3日在歐洲的馬耳他召開。

長征-11火箭在多個軌道傾角和高度下的運載能力(i為傾角;SSO為太陽同步軌道)

長征-11運載火箭發射
作為重要行業交流平臺,本屆大會吸引了來自全球的小衛星系統及服務領域的研究、應用和商業界人士參加。為準確對接市場領域,直接與目標客戶交流溝通,向國際市場推廣以長征-11火箭為代表的小衛星發射服務,中國運載火箭技術研究院與中國長城工業集團有限公司派出技術和市場人員,組成代表團參加了此次大會。

4S小衛星大會會標及本屆大會海報
我國代表團參加了大會主會場會議及相關的主題論壇,與來自全球的小衛星系統及服務領域的研究、應用和商業界人士進行了接觸。通過會上、會下的見聞,深入了解了小衛星行業的整體情況及其發射服務市場的現狀。
小衛星技術和應用蓬勃發展
小衛星新技術層出不窮,其商業化應用逐漸增多。在大會期間,來自各國航天機構、航天企業、大學和研究機構的小衛星技術和業務人員,通過展覽、學術交流、廣告發布等多種形式,展示了多種小衛星領域的創新成果,提出了各種新技術、新產品、新服務。多家公司提出了基于小衛星的業務應用,有幾個基于上百顆低地球軌道小衛星星座的業務應用項目面世。例如,在開幕會上,作為特邀來賓做演講的一網公司(OneWeb)CEO稱,該公司正在和空客防務與航天公司(ADS)合作建設包含900余顆小衛星的“一網”小衛星星座,并將投入商業運營。
小衛星發射服務市場同步繁榮
在技術和應用蓬勃發展的同時,小衛星為發射服務市場帶來了大量的商業發射服務需求。國際市場上涌現出針對小衛星的多種發射服務模式,包括傳統的大中型火箭搭載模式、新的空間站釋放模式和新研的小衛星專用火箭發射模式。近兩三年來,越來越多的針對小衛星的新型火箭在市場上涌現,多家企業和機構推出專門針對小衛星的發射服務業務。
立方體衛星成為行業主流標準
立方體衛星(Cubesat)是近些年提出的小衛星結構和功能模塊的標準,它以長寬高均為10cm的立方體為小衛星結構及體積的基本標準單位,稱之為1U。它的出現在一定程度上促進了小衛星業界的發展,立方體衛星在行業中的地位可以從各專業和主題會場上看出來,它已成為小衛星軟硬件接口和應用的主流標準。立方體衛星的發射服務也向著標準化的方向發展,由于要實現應用功能的立方體衛星的規格多數為2U、3U或更大,目前國際市場上針對立方體衛星發射服務趨于按每2U或3U等標準規格的發射服務費來報價;同時,為了更好地服務用戶,多個發射服務商也為客戶提供了與立方體衛星配套的標準釋放機構。

“一箭多星”安裝方式
由于眾多運載火箭及發射服務商參會,本次4S小衛星大會在2016年5月31日下午專門設置了運載火箭分會。借此機會,我國代表團做了長征-11運載火箭及發射服務相關的主題推介演講,結合發放的推介材料,向市場全面展示了火箭的總體設計、運載能力、整流罩包絡、入軌精度、繼承性、發射適應性等參數,正式在國際小衛星發射服務市場推出了長征-11發射服務。
同一分會上,歐洲的“微笑”(SMILE)、“羅克珊”(ROXANE)、微衛星運載器(VLM),以及美國的“一”(One)和“螢火蟲阿爾法”(Firefly Alpha)等面向小衛星的火箭也進行了演講和展示。作為與長征-11火箭同臺競爭的潛在市場對手,這些火箭當前多數處在研制階段,目標首飛時間普遍定在2018-2020年,其500km高太陽同步軌道運載能力多處于200千克級。而長征-11火箭已成功投入飛行應用,其500km高太陽同步軌道運載能力為420kg,且在整流罩包絡空間等方面具有優勢。
此外,“聯盟”(Soyuz)、“織女星”(Vega)等火箭的小衛星搭載服務也在會上進行了推介,與這些傳統的大中型低軌火箭搭載發射服務模式相比,長征-11火箭作為一種現時可用的小衛星專用小型運載火箭,具有任務目標專注、發射時間確定、目標軌道可定制等優勢,服務能力更強,任務風險更小。
針對成為行業主流標準的立方體衛星,長征-11火箭在首飛時已圓滿完成了3顆立方體衛星(另有1顆其他的小衛星)的發射,成功驗證了相關的發射服務能力,并且已具備為立方體衛星客戶提供“一箭多星”集群發射的能力,能夠較好地滿足市場需求。
長征-11火箭首次在國際商業市場公開露面和宣傳發布后,立即引起了業內的廣泛關注,其在發射服務方面的優勢更是引起了潛在小衛星發射服務客戶的興趣。大會期間,多位潛在客戶與我國代表團就發射需求及長征-11火箭發射服務能力展開交流,并相互建立聯系,這些工作為開拓未來長征-11火箭國際發射服務市場奠定了基礎。
長征-11火箭及發射服務通過在4S小衛星大會亮相,成功完成了它在國際商業發射服務市場的首秀。作為首個在國際小衛星界行業大會上正式亮相的“長征”火箭型號,長征-11火箭的首秀也標志著“長征”火箭正式與商業小衛星發射服務市場這一國際市場細分領域對接。在小衛星行業快速發展的背景下,以專用火箭型號進入該市場領域有助于提高“長征”火箭國際市場份額,擴大中國航天的國際影響力,實現相關業務的持續發展。
CZ-11 Made its Debut in International Commercial Launch Service Market for Small Satellites