捷龍一號遙一火箭最近在中國酒泉衛星發射中心成功執行首飛任務，以“一箭三星”的方式順利把三顆衛星送入預定軌道。中國“龍”系列商業運載火箭閃亮登上歷史舞台，中國的商業航天布局落下關鍵一子。
8月17日12時11分，中國在酒泉衛星發射中心用捷龍一號運載火箭，以“一箭三星”方式成功將“千乘一號01星”“星時代-5”衛星和“天啓二號”衛星發射升空，衛星均進入預定軌道（圖：新華社）
捷龍一號恰如其名，其“捷”體現於它的快速、敏捷和靈活。在中國固體火箭序列中，捷龍一號體積最小、重量最輕，它的總長僅約19.5米，箭體直徑1.2米，起飛重量約23.1噸。與動輒狀如摩天大樓般的傳統重型火箭相比，捷龍一號身形矯健、恍若游龍，短小精悍。
體態與規模的輕盈，也使捷龍一號的研製和發射履約周期得以大幅縮短。從2018年2月正式啟動研製到今年8月成功首飛，這支火箭“龍”只花費了短短約一年半的時間便耀世而出，當仁不讓成為中國航天研製周期最短的火箭之一。
小型火箭在製造上更有優勢，通過大規模組批生產可以縮短發射服務履約周期。在與用戶簽約6個月後捷龍一號即可出廠。與此同時，為了進一步優化發射準備流程並縮短發射準備時間，捷龍一號採用的是“一車一箭”的運送方式，成熟期運抵發射場後能夠實現24小時內快速發射。
技術性能方面，捷龍一號是由中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製，“國家隊”的支持為捷龍一號提供了成熟穩定的技術保障和風險管控。此外，捷龍一號在研製過程中又不斷地大膽嘗試突破創新，共創下15項中國運載火箭技術的第一。
它是中國第一型採用衛星倒裝空間布局的運載火箭。它改變了以往衛星被放置在火箭頂部整流罩內的格局，而是把衛星放在了火箭內三、四級發動機中間。這種模塊化的衛星艙設計，可以給衛星提供直徑1.1米、高度1.5米或直徑1.4米、高度2米的兩種類型艙段空間，從而滿足一箭一星或一箭多星的發射需求。
它是中國第一型採用低成本化固體發動機研製方法研製的固體運載火箭。其目標成本基本可達3萬美元/公斤，是世界上單位載荷入軌成本最低的火箭。基於研發單位前期雄厚的技術積累，捷龍一號僅用8個月就完成了四級發動機的設計、研製、試車及交付工作，大幅節約了時間成本。同時四級發動機採用的是推進劑配方統型設計、關鍵部組件統一化設計及管理等先進設計理念，又大幅降低了研製成本。
它是中國第一型實現大長細比彈性幅相混合控制的固體火箭。由於捷龍一號外形細長，會產生較大的彈性運動，因此採用了固體火箭彈性幅相混合控制，取消了傳統火箭的速率陀螺，在簡化系統方案的同時實現了剛體運動與彈性穩定的兼顧，確保火箭高精度穩定飛行。
另外，捷龍一號在中國商業航天領域還首次實現了車載垂直熱發射的發射模式，首次實現射前自主定位定向能力，並首次採用深度智能化數據解析方法實施測試數據判讀。它的運載效率即載荷比在中國商業火箭中也是最高的，能夠實現500千米太陽同步軌道200公斤運載能力。
近年來，中國商業航天實現多項技術創新。圖為工作人員介紹微型星敏感器（圖：新華社）
除了以上的重大技術突破，捷龍一號還有一系列創新成果：它是中國第一型設計了基於“通信核+主控核+在線迭代核的多核架構”飛行控制軟件的固體運載火箭；中國第一型實現衛星艙全透波功能的固體運載火箭；中國第一型採用液體推進劑預包裝技術的商業運載火箭；中國第一型採用基於“平板舵+RCS”的直氣複合控制技術的火箭；中國第一型採用全耗盡關機預測+校正多維能量管理迭代制導方法的運載火箭；中國第一型採用實時以太網實現箭上總線一體化設計的運載火箭；中國第一型採用集成電氣產品複合熱控方法的運載火箭；以及中國第一型滿足廣地域發射的固體運載火箭……
眾所周知，火箭一直都是航天領域的高精尖項目，巨大的資金投入和技術要求使其更多的是在國家航天系統內部研製發射。而捷龍一號卻是一支由“國家基因+市場元素”打造的純商業化火箭，為拓展中國商業航天的事業版圖掀開了嶄新篇章。
概括地說，捷龍一號的純商業化主要體現在兩個方面：資金來源和資源配置。一是捷龍一號的研製資金不是使用國家經費，而是面向社會資本融資來開展研製和生產。二是打破原有國家航天系統內部的計劃性採購模式，採用競爭性方式來更多地從社會引入火箭配套設備。研發市場被這樣打開後，就可以讓更多的民間資本和機構參與進來，優中選優，從而以最實惠的價格獲取最優質的技術設施，有利於提升火箭的性價比與可靠性。
捷龍一號首次執行的發射任務也是為民營商業衛星企業服務，堪稱中國航天“國家隊”與民攜手、助民發展的一次合作典範。其中，捷龍一號所搭載的主衛星為北京千乘探索科技有限公司研製的“千乘一號01星”，另兩顆衛星分別為北京微納星空科技有限公司與成都國星宇航科技有限公司聯合研製的“星時代-5”衛星，北京國電高科科技有限公司研製的“天啟二號”衛星。
“千乘一號01星”旨在為用戶提供商用業務數據服務，實現衛星遙感數據和窄帶通信數據的融合業務運營。“星時代-5”是一顆實驗性光學遙感衛星，用於對地球實施光學遙感和圖像數據回傳及簡易地面圖像處理。“天啟二號”衛星為天啟物聯網星座的組成部分，可滿足用戶海量數據廣域採集需求。這三顆衛星升空入軌後將開展一系列技術驗證和數據服務，最終將面向市場提供商業化的航天應用服務。
按照規劃，捷龍一號會以“三步走”的節奏來開展運營。如今，第一步——“從2018年研製啟動到2019年8月，完成首飛任務，積極開拓國內、國際兩大市場，創新商業、研發和運營三種模式”，已經順利實現。接下來，捷龍一號第二步計劃到2020年12月完成研製批任務5發，完成1.4米衛星艙方案設計和飛行驗證，具備國內各主要發射場實施發射的能力；第三步從2021年起進入成熟批任務階段，每10發為一批，實現較高的國內發射佔有率，打造“捷龍”國際品牌。
捷龍一號本屬中國航天科技集團專門面向商業市場打造的“龍”系列運載火箭序列。按照規劃，“龍”系列包括“捷龍”和“騰龍”。捷龍系列是以商業固體運載火箭為主，滿足國內外300千克以下不同軌道微小衛星的發射需要。騰龍系列則是以液體運載火箭為主，運載能力相較更大。
捷龍一號首飛告捷，意味著中國在探索商業運載火箭的創新道路上取得了高質量、高效率和高效益的可喜進展，也為未來捷龍系列的日趨完善以及騰龍系列的驚豔首飛打下了堅實的基礎。
航天事業自誕生之日起，就與國家戰略、軍事安全密切相關，因此起初一直是由各國政府作為主導力量來推動發展。1984年，時任美國總統里根簽署了《商業太空發射法案》，不僅打破了NASA的壟斷地位，也開始催生美國乃至全球商業航天產業的發展。
“商業航天”的內涵範疇主要是相對於“任務航天”而言，指的是不依靠國家的資金和資源投入，而是在市場機制下配置技術、資金、人才等資源要素的航天活動。從產業鏈分布來看，商業航天主要圍繞衛星產業展開，包括上游的衛星製造與發射，下游的衛星運營和應用等環節。這在一定程度上承襲了人們熟知的互聯網發展路徑，從鋪設網線、基站等基礎設施到如今5G的高速體驗和各式紛繁的移動互聯網應用APP，商業航天所蘊藏的潛能是巨大的。
商業航天之所以得以萌芽勃發，是因為傳統航天事業自帶壟斷性弊端，比如衛星發射成本居高不下、技術封閉落後、機制運轉不靈活等等。另一方面，商業航天的自身優勢也非常明顯，其創新動力足、技術輻射面廣、產業帶動能力強，具有巨大的溢出效應，不僅利於提升國際競爭力、促進經濟社會發展，而且能夠切實服務大眾生活。
時代的腳步奔湧向前，隨著航天事業對資金和技術的需求越來越大，商業航天作為航天發展的重要組成部分已是大勢所趨。於是，SpaceX、Ariane等一大批歐美商業航天公司相繼出現並獲得成功。這讓人們看到了航天事業產業化的可能性，同時進一步加速了商業航天的全球發展進程。目前，全球商業航天市場已達萬億元級，商業發射佔世界航天發射活動的約3/4，商業航天已經成為西方國家航天事業發展的主要發展模式。
作為一項戰略性新興產業，商業航天在中國尚處於起步階段。不過在建設航天強國的新時代背景下，中國意識到了布局商業航天時不我待，已經開始奮起追趕。
近年來，除了捷龍一號的研製單位——中國航天科技集團涉足商業航天外，中國航天科工集團也早已開始著手打造千億元的商業航天發展規劃，包括快舟系列火箭、“五雲一車”（飛雲、快雲、行雲、虹雲、騰雲工程和高速飛行列車項目）商業航天工程以及武漢國家航天產業基地等項目。據不完全統計，截至2018年底，中國已註冊的商業航天公司約200家。
中國商業航天的快速發展，主要得益於軍民融合戰略的推廣和實施。中國從2012年開始鼓勵軍民融合，2015年中國商業航天正式破冰起航，2017年習近平總書記又在中共十九大報告中指出，“深化國防科技工業改革，形成軍民融合深度發展格局，構建一體化的國家戰略體系和能力。”
當前，商業航天在中國正蓄勢待發，這必然會對仍佔據主導地位的任務航天體制有所衝擊。但是實際上，任務航天和商業航天是可以相輔相成的。一方面，政府強大的資金投入和技術積累是商業航天穩步發展的有力保障；另一方面，商業航天的靈活機制和集思廣益又可以加速創新、反哺任務航天系統。展望未來的中國航天強國建設，此二者將相互促進、“比翼齊飛”，共同在雲端星塵助力中華民族偉大復興。
本文發表於《紫荊》雜誌2019年11月號
責編：莫潔瑩、趙珊
編輯：余婧、邸倩、李博揚、陶琳
