來源中科宇航官方公眾號
2022年7月27日12時12分,“力箭一號”（ZK-1A）運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心采用“一箭六星”的方式，順利將六顆衛(wèi)星送入預定軌道，首飛任務取得圓滿成功?！傲惶枴边\載火箭是我國最大的固體運載火箭，500km太陽同步軌道（SSO）最大運載能力1500kg，由中國科學院力學研究所抓總、中科宇航公司聯合研制。
力箭一號遙一飛行試驗
力箭一號情況概述
“力箭一號”為中型固體運載火箭，主要用于太陽同步軌道和近地軌道中小型航天器發(fā)射任務，支持單星發(fā)射、多星發(fā)射、星座快速組網和補網發(fā)射。在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心130號場坪設專有發(fā)射工位，工位設移動式環(huán)境保障裝置，具備快速響應、使用靈活、高效發(fā)射、批量存儲、滾動備份等特點。
“力箭一號”采用四級固體發(fā)動機串聯式布局方案，起飛重量約135t，全長約30m，最大箭體直徑為2.65m，500km太陽同步軌道（SSO）最大運載能力1500kg。
力箭一號運載火箭
火箭采用“三平一垂”發(fā)射模式，有效載荷與整流罩在有效載荷技術廠房進行總裝，之后將星罩組合體翻轉為水平狀態(tài)，整體水平運輸至火箭技術廠房，在火箭技術廠房進行水平對接；運輸保障車裝載全箭，水平運輸至發(fā)射區(qū)，在發(fā)射區(qū)進行水平測試，整體起豎后進行發(fā)射。
發(fā)射場坪設備布置
力箭一號研制歷時1303天，共完成151項、761次地面試驗，編寫代碼27.73萬行，繪制圖紙646張，撰寫項目文件850余份。突破大噸位固體運載器總體優(yōu)化設計與試驗、先進動力系統及矢量控制、集中-分布式現代航天電子、低成本箭體結構及分離、智慧飛行控制、大噸位固體火箭地面使用及熱發(fā)射6項重大關鍵技術，對工程各系統間接口匹配性、各項技術流程合理性、力/熱環(huán)境條件制定準確性及箭上產品環(huán)境適應性、火箭技術方案正確性等進行了充分的考核和驗證。
力箭一號遙一飛行試驗情況
力箭一號首飛搭載的六顆衛(wèi)星，分別是中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院抓總研制的空間新技術試驗衛(wèi)星（621.87公斤）、軌道大氣密度探測試驗衛(wèi)星（41.54公斤）、低軌道量子密鑰分發(fā)試驗衛(wèi)星（94.3公斤）、電磁組裝試驗雙星（95.41公斤），以及上海航天空間技術有限公司研制的南粵科學星（45.86公斤）。首次飛行試驗上行載荷1068.63公斤，衛(wèi)星總重899公斤，充分了考核了運載火箭的綜合性能。
遙一飛行試驗衛(wèi)星布局
空間新技術試驗衛(wèi)星提出“通用衛(wèi)星平臺+開放式載荷艙”，搭載極紫外成像儀、寬視場龍蝦眼相機、綠色高能HAN基單元液體推進系統、無毒凝膠化HAN推進系統、異構多核智能處理單元等載荷，主要任務目標是開展空間探測新技術驗證，包括開展太陽過渡區(qū)、空間高能爆發(fā)事件、X射線暫現源等空間天文觀測，以及地磁場的精密測量。為后續(xù)更高性能的空間科學探測研究積累空間載荷研制基礎。
空間新技術試驗衛(wèi)星“通用衛(wèi)星平臺+開放式載荷艙
軌道大氣密度探測試驗衛(wèi)星是熱層大氣密度探測科學實驗衛(wèi)星，利用GNSS數據以及地面基于角反射鏡的測定軌數據，分析大氣阻力造成的軌道變化，反演獲得精確的熱層大氣密度，從而逐漸建立高精度大氣模型，滿足低軌航天器對高精度軌道大氣模型應用的需求。
低軌道量子密鑰分發(fā)試驗衛(wèi)星是一顆微納量子通信試驗衛(wèi)星，開展星地量子密鑰分發(fā)技術及應用的在軌測試驗證，以期加速星地一體化的量子通信網絡建設。
電磁組裝試驗雙星開展電磁力約束下的立方星在軌近距離分離與對接試驗，首次驗證星間電磁力作用規(guī)律，及與衛(wèi)星控制力的耦合問題，同時配置了成像載荷實現對地遙感成像，為后續(xù)發(fā)展航天器分布式可重構技術，及空間非接觸作用奠定基礎。
南粵科學星隸屬于海特-2星座（簡稱HT-2星座），主載荷是全球導航衛(wèi)星發(fā)射系統海陸環(huán)境探測載荷，以BD、GPS等GNSS衛(wèi)星為發(fā)射源，利用天基平臺接收并處理地球表面反射信號，以實現對海洋、陸地水資源環(huán)境要素的綜合探測。
力箭一號首飛工程運載試驗隊和衛(wèi)星試驗隊合影留念
飛行過程中各級固體發(fā)動機工作正常、各級伺服跟蹤指令正常，級間分離正常、整流罩分離正常、星箭分離正常，分離后各星均正常完成速率阻尼、展開帆板并開展在軌測試工作。初步判讀結果如下：
（1）各級固體發(fā)動機工作性能與預示結果相比偏差較小，滿足指標要求。
（2）一子級、二子級、整流罩殘骸在預示落點附近，無人員和財產損失。
（3）星箭分離姿態(tài)角速度：A星分離前0.2 /s，其他星分離前0.6 /s。
（5）入軌精度：半長軸偏差545m、偏心率偏差1 10-6、軌道傾角偏差0.0005 。
首次飛行試驗“一箭六星”高精度入軌
力箭一號技術創(chuàng)新
（1）國內最大型運載火箭總體優(yōu)化設計
創(chuàng)新采用面向單機多專業(yè)協同設計，各系統方案全局優(yōu)化，大幅提高火箭綜合性能，運載系數1.12%。
（2）國內首創(chuàng)大噸位箭體水平模態(tài)試驗
創(chuàng)新性的采用真藥發(fā)動機水平狀態(tài)、以空氣彈簧多點支撐狀態(tài)，大幅縮短試驗周期、降低保障條件、減少研制費用。
空氣彈簧多點支撐水平模態(tài)試驗
（3）國內最大整體裝藥固體發(fā)動機
攻克大型藥柱結構設計及裝藥、大流量耐燒蝕柔性噴管柔性接頭設計及成型、高性能復合材料殼體成型等技術，國內首次將發(fā)動機推力提升到200噸級，提升1倍。
200噸級固體發(fā)動機與30kW大功率電動伺服聯合試車
（4）國內首個異型結構固體發(fā)動機
攻克了PBO纖維球形纏繞、前擺心柔性擺動噴管技術等核心技術，發(fā)動機質量比達到0.91，為國內同等規(guī)模最大。
（5）國內首個測控融合新型架構航電系統
實現“單機功能化、功能板卡化、板卡通用化”，通過自定義通訊協議連接各板卡，形成硬件通用化、軟件定義化能力。
（6）國內首個數據驅動地面測發(fā)控軟件
將軟件和數據分離、數據驅動流程，測發(fā)流程和操控界面由自定義數據驅動。箭上和地面設備數量大幅減少，軟件定義火箭初具雛形。
（7）國內首個大分離力、無污染分離能源
開展國內首個大分離力、無污染冷氣推沖分離裝置研制，在我國火箭分離技術上，增加了可檢測的新型分離能源形式。
（8）國內首個固液融合低成本結構設計
國內首次將固體發(fā)動機與蒙皮桁條結構部段結合，完成不同功能與承載部段的框桁統一化設計、不同結構型面的點式連接解鎖統一化設計、工裝型架統一化設計等，實現低成本和快速制造目標。
力箭一號結構部段
（9）國內首個5ms控制周期下三冗余CPU軟件
采用三冗余CPU，控制周期為5ms，優(yōu)化計算時間和同步時間，兼顧了火箭飛行高精度和高可靠性。
（10）國內首個分層架構飛行控制系統
將嵌入式整體飛控軟件分為功能層、通訊層和驅動層三層結構；優(yōu)化飛控算法，采用大后效殘余推力精確入軌修正、自適應變增益推力下降段姿態(tài)控制技術，實現百米級高精度入軌和全程穩(wěn)定姿態(tài)控制。
（11）國內首個多功能可組裝移動式環(huán)境保障廠房
具備發(fā)射區(qū)全箭環(huán)境保障及發(fā)射臺長期存放環(huán)境保障功能，大幅節(jié)約地面保障設備經費。
（12）國內最大規(guī)模水平起豎車
突破多油缸起豎同步載荷設計和工藝實現難題，圓滿完成135噸箭體起豎任務。
（13）國內最大熱發(fā)射固體火箭技術
采用導流槽單側排導燃氣流方案，首飛熱防護方案經考核、驗證措施有效，降低發(fā)射維護成本。
135噸箭體起豎
力箭一號模式創(chuàng)新
（1）中國科學院與其產業(yè)化平臺聯合研制
由中國科學院力學研究所抓總，中科宇航公司作為產業(yè)化平臺聯合研制。
以“工程科學”為指導思想，發(fā)展創(chuàng)新性、先進性、經濟性的運載火箭，為中科院各學科體系融合提供閉環(huán)平臺，致力于推動我國運載技術和研制模式的變革和創(chuàng)新、推動空間科學發(fā)展。
產業(yè)化平臺采用以國資、地方政府資金為主的融資方式，支撐項目研制、產業(yè)化運作，承擔相關分系統研制工作，打造混合所有制成果轉化與產業(yè)化公司。
（2）面向單機的總體集成優(yōu)化
將傳統總體-分系統-單機的研制流程優(yōu)化為總體面向單機的快速迭代研制模式，實現從各系統單專業(yè)的“局部優(yōu)化”到總體方案“全局優(yōu)化”的轉變。
首次搭建了“總體協同設計平臺”，淡化和虛化分系統的概念，面向單機開展多專業(yè)協同設計，為專業(yè)融合發(fā)展和新技術采用創(chuàng)造了條件，火箭運載系數實現1.12%，達到國際先進水平。
（3）精益經濟的質量管理模式
設計源頭降成本：總體優(yōu)化，提升綜合性能；
產品源頭降成本：統一化、通用化、產品化設計；建立面向全社會的開放式、現代化的供應鏈；
過程控制降成本：開放式、信息化的全壽命周期質量管理體系，降低過程控制成本；
使用模式降成本：固體火箭低保障、快速發(fā)射的技術標準、使用流程及評估方法，降低使用成本。
