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瞄准低成本“航班化”发射 “广东造”火箭何以笑傲蓝天

广东首家商业航天“独角兽”一年两发火箭破纪录,培养年均28岁护航队

来源:南方都市报 作者:李芷琪 07-14 02:07

  力箭一号遥二运载火箭发射成功。

  中科宇航(广州)装备工业有限公司副总经理李秦锋在酒泉卫星发射中心做力箭一号遥二运载火箭总装测试。 受访者供图 

  中科宇航(广州)装备工业有限公司制造部副部长项泽斌在南沙基地工作。 受访者供图

  力箭一号遥一运载火箭(以下简称“遥一”)和力箭一号遥二运载火箭(以下简称“遥二”)分别于去年7月、今年6月成功发射。

  广东首家商业航天独角兽中科宇航的产业化基地今年1月在广州南沙落成投产,“遥二”在此完成总装测试,“广东造”火箭实现“从无到有”。

  以“广东造”火箭为代表的商业航天将如何推动我国航天事业高质量发展?近日,南都记者专访了中科宇航(广州)装备工业有限公司副总经理李秦峰和制造部副部长项泽斌,他们负责火箭的生产制造、总装测试及发射保障。

  “像雨后春笋”

  商业航天发展氛围越来越有生机

  在李秦峰、项泽斌等航天人看来,自2015年以来,不到8年时间,中国商业航天完成了“从0到1”的蜕变,从萌芽期的1.0时代,到如今正在加速布局以应用为牵引、以市场为主导的2.0时代。

  2015年被称为商业航天元年。2015年10月,国家发改委等部门联合发布《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》,鼓励民营企业发展商业航天,中国航天开启了由“国家队”主导向“国家队”与商业民营企业相结合的转变进程。

  “商业航天明显变化是从2015年开始,企业很多,像雨后春笋。”2015年,李秦峰从事长征十一号运载火箭的总装测试工作。入行近12年,在他看来,1.0时代的商业航天企业处于初创阶段,想法比较多,“但商业航天高风险、高投入,到了2017年左右开始变少,或者有些企业转行了。”如果说,2015年前后至2018年是商业航天“野蛮”成长的初创时代,那么,从2018年开始,商业航天2.0时代重视市场,形成以规模化生产、市场化应用、商业化需求的产业链。同年12月,国内首家混合所有制商业航天企业——中科宇航正式成立,李秦峰、项泽斌等青年航天人加入到了商业航天建设发展过程中。

  1989年出生的项泽斌于2020年前后入职中科宇航,常与同事讨论商业航天的未来发展。随着“遥一”“遥二”连续成功发射,项泽斌看到自己的付出终有回报,越干越有激情,“我对商业航天的发展越来越有信心,尤其是加入中科宇航的这几年,商业航天发展氛围越来越有生机。”

  2021年组建团队开始生产制造“遥一”,项泽斌带领团队做总装测试,当时,这支初创的总装团队只有7个人。“总部在广州落地后,团队融入了很多新鲜血液,加入了很多00后。”据其介绍,总装团队现在已经有40余人,“随着后续批量化生产任务的增加,团队人数还会以更快的速度增长。”

  去年11月,国内首个全产业链的商业航天产业化基地——广州南沙中科宇航产业化基地竣工并投入使用,成为广东首家商业航天独角兽企业。

  政策利好

  “响应速度特别快”

  上下游企业集聚高地迸发活力

  商业航天发展离不开政策支持的红利。

  去年,广州南沙区抢抓商业航天发展机遇,6月发布的《广州南沙深化面向世界的粤港澳全面合作总体方案》将“建设科技创新产业合作基地”作为五大任务之首;8月出台支持商业航空航天产业的“探天九条”,从航天器发射奖励、商业化支持、保险贴费支持、产业联动支持等九个方面提出扶持措施,以商业航天企业全生命周期支持落户南沙的商业航天企业。

  中科宇航选址广州南沙建设商业航天产业化基地,目前一期用地100亩,“这里给我一种生机勃勃、枝繁叶茂、花团锦簇的感觉,有花有树还有各种各样的热带水果”,项泽斌这样描述着产业化基地的环境。

  商业航天的氛围向好,在他看来,不只是团队扩展快速,还在于新建的南沙厂区的环境。项泽斌是天津人,每次来南沙总部基地还有周边都让他感受到这里的青春活力,“在遥二火箭出征前,南沙厂区里的果树还未结出果实,等遥二发射成功回到厂区后,就看到了厂区的果树已经结出了硕大芒果、菠萝蜜。”

  基地总规划占地面积600亩,完全建成后,有望实现年产30发火箭的能力。火箭的生产制造、总装总测需要大量的上下游企业进行协作。项泽斌在负责“遥二”火箭的星箭分离试验总装工作中,遇到了北京地区供应商交付的星箭分离模拟支座存在与爆炸螺栓装配不匹配的问题,“广东的机械加工行业发达,我们中午发现问题,下午便找到加工厂家,不到4个小时就解决问题,保证了试验按节点完成。而如果按照以往的模式,找到原供应商进行产品的返修,整个周期至少是4天。”

  以“链主”聚合带动配套上下游企业,形成千亿级规模商业航天集聚高地,推动广州南沙、粤港澳大湾区商业航天制造高质量发展,“我们在广州南沙不断寻找合适的上下游企业,特别是上游配套企业。跟他们一起产生什么样的火花,能够把航天产品以更低成本得到更高的质量。”李秦峰说道。

  人才利好

  “他们对航天不是简单的热爱了”

  新一代年轻人与航天事业的不期而遇

  人才是第一资源,基地投建起来、团队壮大起来,年轻一代航天人也要成长起来,为商业航天发展提供生机和活力。“公司特别重视新生力量的培养与成长。”项泽斌表示,中科宇航为年轻一代航天人提供了新的舞台。“我们团队平均年龄在28岁左右,其中95后以及00后占到总装团队人数3/5。”“遥二”的总装及发射任务中并非所有人员都是有火箭总装及发射经验的,超过一半的队员是第一次参与火箭的总装及发射。

  “从广州南沙到酒泉卫星发射中心的运输距离有3200公里,创造了国内火箭运输路程之最,运输时间长达6天,我们经过了广东、湖南、湖北、陕西、宁夏、甘肃、内蒙古。”作为00后的新一代航天人,郭潮、杨帆两人参与完成了“遥二”火箭的押运工作。一路风雨兼程,两位00后将火箭顺利从广州护送到了酒泉卫星发射中心。

  1998年出生的曾德2021年来到项泽斌的团队,参与了“遥一”、“遥二”的总装及发射任务。“曾德对航天的热爱,体现在他的工作和他的业余生活中。工作中,他总能发现别人所不能发现的细节;在业余生活中,他会观看航天相关的视频、书籍以及火箭弹道设计的电子游戏。”源于对航天的理想追求,曾德成长迅速,在“遥一”过程中成长,在“遥二”过程中走向成熟。

  杨帆、郭潮、曾德等新一代航天人对航天事业坚定的理想信念,让项泽斌看到了年轻一代航天人的使命担当,“他们对航天可以说不是简单的热爱了。”

  “没有99分,也没有99.9分”

  用脚踏实地的步伐走向100分的成功

  以充满活力的热爱点燃着航天梦,这支年轻的团队助燃商业航天火箭冲上云霄,遨游星际。火箭总装及测试是运载火箭制造的最后阶段,总装测试是运载火箭总协调、检查和验收的过程。总装测试技术关系着运载火箭的总体性能和可靠性以及飞行的成败。

  火箭的生产、总装、测试、运输再到最后的发射,每一个步骤都有严格明确的程序规章制度,任何一个步骤稍有差池都影响着火箭发射成功与否,“没有99分,也没有99.9分,只有0分和100分,要么成功要么失败。”李秦峰说道。

  从指挥0号的口令,“点火、起飞、级间分离、整流罩分离、星箭分离,再到任务宣布圆满成功。大家都控制不住跳了起来,我们的总装质量是经得住考验的”。李秦峰、项泽斌看到郭潮这位00后的小伙子脸上露出的灿烂笑容,如释重负。

  需求利好

  “一箭多星”8天刷新纪录

  卫星应用或能够给肿瘤治疗带来新启发

  商业航天发展之快,还在于商业运载火箭越来越能支撑商业卫星应用需求。

  “一箭多星”是指通过一次发射,将多颗卫星送到预定的轨道。近年来,这种发射方式并不陌生。

  2016年11月,长征十一号运载火箭成功实现我国首颗脉冲星试验卫星精确入轨,同箭另搭载发射4颗卫星,刷新了我国固体运载火箭“一箭多星”发射纪录,首次探索了我国民营卫星公司商业搭载发射模式;2018年9月,星际荣耀的双曲线一号搭载3颗立方体星成功发射,创造了中国民营商业航天首次一箭多星发射入轨;2022年7月,力箭一号遥一运载火箭采用“一箭6星”方式发射。

  今年6月7日,力箭一号遥二运载火箭以“一箭26星”方式发射。6月15日,长征二号丁遥八十八运载火箭成功将41颗卫星准确送入预定轨道,我国“一箭多星”纪录加速刷新……

  据介绍,“遥二”发射的26颗卫星主要应用于技术验证试验和商业遥感信息服务,其中一颗卫星上搭载了科学实验设备,将其发射至太空中可以做生物3D打印试验。据央视报道,科学家希望这项研究能够给肿瘤的治疗带来新启发。

  常见的卫星有通讯卫星、导航卫星、测地卫星、气象卫星等。以导航卫星应用为例,“拿咱们手机导航地图来说,如果卫星数量足够,能不停对地面的道路进行扫描探测,地图的数据更新快,导航结果就会更加准确。如果卫星很少,很有可能一年或者两三年才能对道路进行一次更新,手机导航容易出错。”项泽斌举例。

  实际上,卫星应用远不止这些。目前,卫星已广泛应用于经济社会发展各个领域,也走进千家万户,如熟知的卫星通信产业,即利用卫星进行通信,在卫星所覆盖的范围内从任何两点之间都可进行通信,不易受其他因素干扰影响。卫星通信覆盖范围广、速度快、难干扰,建设战略前景广阔。随着互联网发展,对大数据信息获取和利用需求量日益增大,卫星互联网市场兴起。2020年4月,国家发改委首次明确“新基建”范围,将卫星互联网纳入通信网络基础设施的范围。

  铺设卫星互联网,掌握空间资源主动权,需要一定的卫星发射数量和频率。有需求就意味着有市场,“一箭多星”固体运载火箭发射纪录极速突破,助力探索2.0时代的商业航天。

  值得留意的是,火箭发射卫星的重量代表了火箭的运载能力,决定了卫星的载荷,同时也决定了火箭的商业价值,“遥二”的26颗卫星总重量超过1吨,“我们向市场展现了商业火箭的商业价值。”李秦峰说道。  

  “高密度发射会是一个发展趋势”

  脉动式生产模式可实现“航班化”发射

  2.0时代的商业航天强调服务意识,注重应用与市场,卫星为应用服务,火箭为卫星服务。将卫星等“客人”送上天际的交通工具。李秦峰说,“运载火箭也可以理解成一个运输行业,客户需要发射卫星,我们就给他们提供火箭。”

  为满足高密度发射需求,需要进入批量化生产模式。“高密度发射会是一个发展趋势。”

  中科宇航研制的力箭一号系列运载火箭采用的是脉动式生产模式,“脉动生产线是介于固定站位装配与连续移动装配之间的一种装配生产形式,其典型特点就是按照人员分配、工序分工、产品分类,进行精益化的分析、归类,将整发火箭的总装设置成若干个脉动生产站点,产品移动的时候不进装配作业,装配作业时产品不移动。脉动生产线可以设定缓冲时间,对生产节拍要求不高,当生产某个环节出现问题时,整个生产线可以不移动,或留给下个工位去解决,当火箭的装配工作全部完成时,生产线就脉动一次。”

  创新灵活的脉动式生产模式,能够提高生产效率,在实现量产的同时实现生产资源成本降低。如果要实现1年内多发火箭的发射,还要进行并行的脉动式生产模式,优化生产流程。

  总装总测的过程中,假设原来生产流程应该是ABCD,如果变成AC,把一些关键的步骤放到前面干,就能发现某些原材料、工艺、参数是不是合适生产,一旦有不合适就可以立刻报废或者立刻改进,李秦峰说,“不会跑到最后了,才发现零件不合格或者容易产生一些隐患。”

  项泽斌表示,中科宇航公司目标之一是实现高可靠、低成本、高密度的商业运载火箭航班化发射,“就像我们现在乘坐火车、飞机一样,我们提供火箭发射班次、做出火箭发射的时刻表、提供每发火箭能提供多大的运载能力及发射环境,卫星客户就能根据这些信息预约火箭发射班次。”

  力箭一号研制团队还计划在酒泉卫星发射中心建设火箭厂房。商业航天正逐渐形成完备的批量化生产制造、批量化发射的服务体系,以满足适应市场需求,适应2.0时代甚至3.0时代的商业航天,更好支撑和推动航天强国建设。

  “遥一”“遥二”成功发射、“一箭多星”纪录突破、产业基地投扩建、年轻队伍不断为行业带来源源动力、高效生产模式……年轻一代航天人说,“我对商业航天发展充满激情与憧憬,对商业航天的未来充满信心!”

  知多D

  航班化发射

  中科宇航公司目标之一是实现高可靠、低成本、高密度的商业运载火箭航班化发射,“就像我们现在乘坐火车、飞机一样,我们提供火箭发射班次、火箭发射的时刻表、每发火箭能提供多大的运载能力及发射环境,卫星客户就能根据这些信息预约火箭发射班次。”

  采写:南都记者 李芷琪