核心内容:
- 中国千帆星座计划加速推进,目标是构建覆盖全球的低轨道卫星互联网系统。
- 中国多家企业正在积极研发可回收火箭技术,包括国有企业和商业航天公司。
- SpaceX在可回收火箭技术方面保持领先地位,而其他国际竞争者也在不断创新。
中国千帆星座计划作为国家级卫星互联网重大工程,正在加速推进实施,与此同时,国内外可回收火箭技术竞争日趋激烈。千帆星座计划最终将部署超过1.5万颗低轨道卫星,构建覆盖全球的互联网系统,与美国SpaceX的星链形成竞争格局12。该项目的成功实施很大程度上依赖于可回收火箭技术的突破,以大幅降低发射成本并提高发射频次。
千帆星座计划实施进展
项目基本概况
千帆星座由上海市人民政府和中国科学院支持的上海垣信卫星科技有限公司创建,于2024年正式启动12。该项目采用全频段、多层多轨道星座设计,包含三代卫星系统,旨在构建一个覆盖全球的低地球轨道卫星互联网巨型星座3。项目最初被称为G60星链,这一名称源于该计划所聚焦的G60科创走廊1。
该计划分为三个阶段逐步实施:第一阶段到2025年底发射648颗卫星提供区域网络覆盖,第二阶段到2027年底发射1296颗卫星实现全球网络覆盖,第三阶段到2030年底完成约1.5万颗卫星的部署,提供手机直连等多业务融合服务34。上海市政府为该项目建设筹集了67亿元人民币的资金1。
当前发射进展
千帆星座已经成功完成多次发射任务。2025年1月23日,千帆星座第四批组网卫星以"一箭18星"方式成功发射升空,卫星顺利进入预定轨道5。同年3月12日,第五批18颗千帆卫星由长征八号遥六运载火箭送入预定轨道,这次发射标志着海南商业航天发射场一号发射工位首次发射6。
据统计,截至2025年初,千帆星座已经完成多次发射,标志着中国卫星互联网组网正式拉开序幕7。该项目还积极拓展国际市场,2024年11月,上海垣信与巴西方面签署合作备忘录,计划于2026年为巴西的偏远和网络不发达地区提供互联网服务74。
中国可回收火箭研发企业及进展
国有企业主力军
中国航天科技集团作为中国火箭研制的"国家队",正在加速研制直径4米级、5米级可重复使用运载火箭,计划分别于2025年和2026年首飞8。该集团已经完成了垂直起降悬停试验,取得了可复用火箭关键技术突破,目前正在开发YF-209液氧甲烷可重复使用发动机等产品8。
2024年6月23日,由航天科技集团八院研制的重复使用运载火箭新技术验证箭在酒泉卫星发射中心成功进行了10公里级飞行试验,这是中国重复使用运载火箭最大规模的垂直起降飞行试验9。在发动机技术方面,中国自主研制的130吨级可重复使用液氧煤油发动机已完成15次重复试验,30次点火起动,累计试验时长突破3900秒9。
中国航天科工也在积极参与可重复使用火箭研制。2025年1月26日,航天三江所属火箭公司自主研发的快舟火箭可重复使用技术试验箭顺利完成垂直起降试验,为快舟系列可重复使用液氧甲烷运载火箭的研制奠定了基础9。
商业航天企业突破
蓝箭航天在可回收火箭技术方面取得重大突破。2024年9月11日,蓝箭航天自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭成功完成十公里级垂直起降返回飞行试验,这是国内商业航天公司首次实现十公里级火箭回收10。该次任务实现了国内首次垂直起降返回火箭空中二次点火,并实现了跨音速大动压环境下的联合制导控制等技术验证10。朱雀三号计划于2025年实施首飞,2026年实现一子级回收复用1110。
深蓝航天的星云-M1号火箭已完成了一公里级垂直起降回收试验,该公司在推进剂上使用了与SpaceX猎鹰火箭系列Merlin引擎相同的技术方向12。其他参与可回收火箭研发的企业还包括中科宇航的力箭二号、天兵科技的天龙三号、星际荣耀、星河动力等1211。
根据不完全统计,中国商业航天将在2025年迎来可回收火箭的密集首飞,包括朱雀三号、力箭二号、天龙三号、引力二号、双曲线三号、智神星一号等11。
国外竞品发展现状
SpaceX领先优势明显
SpaceX在可回收火箭技术方面保持全球领先地位。猎鹰9号火箭已经实现常规化回收重复使用,最高纪录达到第一级火箭重复利用19次13。猎鹰9号的回收技术采用垂直起降方案,通过三次发动机点火实现精准着陆:回推推进、再入推进和着陆推进14。
SpaceX的星链项目已经部署超过6000颗卫星在轨运行13。在下一代重型火箭方面,Starship星舰正在进行密集测试,计划进行第9次试飞,该项目旨在实现完全可重复使用15。Starship的第9次飞行将首次重复使用下级火箭,该下级火箭的33个Raptor引擎中有29个仍为"原装"状态15。
其他国际竞争者
蓝色起源的New Glenn火箭准备进行首次发射,该火箭为可重复使用的两级大型运载火箭,整体高度98公尺,第一级由七台BE-4发动机提供动力16。据报道,蓝色起源还秘密展开Project Jarvis计划,专门研究如何回收New Glenn火箭第二节以进一步降低成本12。
Rocket Lab采用了独特的直升机回收方案,通过直升机在半空捕捉推进器来实现回收12。该公司的Electron火箭专攻小型卫星市场,由于火箭细小,无法仿效SpaceX的垂直降落回收方法,因此选择了直升机回收的创新方案12。
Relativity Space宣布研发可完整重用的Terran-R火箭,将以3D打印製成,尺寸上与猎鹰9号相若但负载量更多1217。该公司利用3D打印技术,可以製成更多新奇和传统技术难以生产的材料,令火箭第一和第二节都有更佳重用效果12。
技术挑战与发展趋势
核心技术难点
可回收火箭技术面临诸多技术挑战。中国科学院院士范瑞祥指出,火箭重复使用的关键在于第一级火箭的回收,需要经历上升、一二级分离、调姿滑行、整流罩分离、动力减速、气动减速、动力着陆等多个关键阶段,其中动力减速和气动减速两个阶段风险最高18。
中国航天科技集团一院首席总设计师姜杰指出,火箭回收相关技术仍有多方面需要攻关,技术难点主要包括发动机多次启动技术、发动机推力调节技术、着陆缓冲机构的研制、高精度制导和控制技术、复杂气动外形下的热环境预示、大面积热防护技术等12。
成本效益分析
可回收火箭技术的最大优势在于大幅降低发射成本。根据北斗三号卫星系统总设计师林宝军的数据,目前国内1公斤的卫星发射成本大约是1万美元,单颗低轨通信卫星的发射成本约为200万美元,而美国星链的发射成本要低得多,SpaceX发射单颗低轨卫星的成本仅为75万美元左右10。
Rocket Lab行政总裁Beck表示,从材料和人力成本而言,火箭的第一节推进器占整枝火箭成本的80%,回收火箭可以节省大量时间,不必从头开始建造全新的火箭,显然能够节约成本12。
结论
中国千帆星座计划正在稳步推进,已经成功完成多次发射任务,标志着中国卫星互联网建设进入实质性阶段。在可回收火箭技术方面,中国正在多条战线同时发力,既有国有企业的"国家队"在研制大型可重复使用火箭,也有商业航天企业在技术创新方面取得重要突破。随着蓝箭航天、深蓝航天等企业在垂直起降技术方面的进展,中国有望在2025-2026年迎来可回收火箭的密集首飞期11。
尽管在技术成熟度和成本控制方面仍与SpaceX存在差距,但中国在可回收火箭技术方面正在快速追赶,多家企业的技术路径各有特色,形成了良好的竞争格局。专家预计,到2030年,中国的商业卫星年发射量或将达到1500至2000颗,这将催生至少150至200次的年度火箭发射需求,为可回收火箭技术的产业化应用提供广阔市场空间18。
参考
- 2019年7月25日,星际荣耀的双曲线一号火箭发射成功并高精度入轨,成为中国首枚成功发射的民营运载火箭
- 中国运载火箭发射列表
- https://www.cmse.gov.cn/
- 中国航天科工集团有限公司
- 2024年中国商业航天行业全景图谱
-
https://baike.baidu.com/item/“千帆星座”计划/64755673 ↩︎ ↩︎
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https://www.ourchinastory.com/zh/13560/1.5萬顆衛星-手機直連-「千帆星座」衛星互聯網覆蓋全球 ↩︎ ↩︎
-
https://www.microsate.com/xwzx/yw/202501/t20250123_7522284.html ↩︎
-
https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202411251641055640_1.pdf?1732560961000.pdf ↩︎ ↩︎
-
http://www.sasac.gov.cn/n2588025/n2588124/c30276297/content.html ↩︎ ↩︎
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https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_29324838 ↩︎ ↩︎ ↩︎
-
https://finance.eastmoney.com/a/202504023363508068.html ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
-
https://www.hk01.com/深度報道/933780/科技-未來-以直升機回收推進器-下一步是完全重用火箭 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
-
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519186.shtm ↩︎ ↩︎
-
https://zh.wikipedia.org/zh-hans/獵鷹9號運載火箭 ↩︎
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https://hk.news.yahoo.com/spacex-starship-的第-9-次試飛最快週三早上進行,連兩次失敗後是否終於能成功?-040002540.html ↩︎ ↩︎
-
https://technews.tw/2024/12/11/blue-origin-new-glenn-rocket-ng-1-payload-blue-ring-pathfinder/ ↩︎
-
https://www.takungpao.com/news/232108/2024/1203/1037364.html ↩︎ ↩︎