从无到有 看我国首个商业航天发射场建设历程

   发布时间:2024-12-03 08:04 作者:赵磊

大鹏一日同风起,扶摇直上九万里。

11月30日晚,文昌东南沿海。海南商业航天发射场被灯点亮的发射塔架,耸入夜幕。万众瞩目之下,长征十二号运载火箭喷射烈焰,拔地而起,直指苍穹。一时间,南海上空的星光与测控大厅里的泪光交相辉映。

这是我国首个商业航天发射场的发射任务处子秀。光阴跨越两年零五个月,一片椰林和鱼塘错杂的荒芜之地上,造就一座向天图强的航天重大基础设施;成千上万名默默无闻的建设者,把来自14个省份200家生产厂商的配件,魔术般变成补齐国内商业航天缺口的重要发射平台。

作为我国战略性新兴产业和新增长引擎,商业航天日新月异。海南商业航天发射场从0到1的突破,将加速航天技术的创新和转化,助推我国商业航天发展进入快车道。

完成“不可能完成”的任务

朱雀二号火箭成为全球首款连续入轨的液氧甲烷火箭,双曲线二号验证火箭实现国内首次复用飞行……近年来,一个个“首次”将商业航天推上“热搜”。2023年,我国共完成26次商业航天发射,占全年航天发射总量的39%。

商业火箭、卫星发射的旺盛需求,与航天发射工位的稀缺形成鲜明对比,我国急需建设一个“专门对口”的商业航天发射场。目标箭头指向海南。具有低纬度、可海运、射向范围广等天然地理优势的文昌海岸,足以媲美美国“卡角”。

2022年,国家批准建设我国第一个商业航天发射场,海南国际商业航天发射有限公司(以下简称海南商发)成立,要求“一年半完成项目建设,两年内具备执行发射条件”,这意味着“刚起步就要冲刺”。

然而,海南商发董事长杨天梁第一次到工地时,却“有些发懵”:一条伸向海边椰林的土路、一处围挡、一台打桩机、十几个工人,其他什么也没有。

人员缺,公司跟航天打过交道的凤毛麟角;经验缺,许多职工甚至连发射场都没见过;技术更缺,当时社会上根本找不到有能力画出发射场整体图纸的设计单位……有人来访后,脑袋摇得像拨浪鼓:“‘一穷二白’想建发射场,绝不可能!”

没人,就一边抢工期,一边建队伍。电话“轰炸”去求、翻山过海去请。星箭研制技术人员、有发射场管理运行经验的技术骨干陆续到来,通过“老带新”“师徒结对”“下厂锻炼”,将散落在各地的航天技术领域近400名人才紧紧吸附在一起。

没设计,便一边学理论,一边想架构,“草台班子”拉着设计单位坐在一块,慢慢把图纸磨出来。发射场一号、二号工位相继开工、封顶;加注供气系统短短三个月完成所有分系统联调联试;110kV商业航天站从动工到并网仅用203天,堵住了所有质疑的嘴巴。

可困难并没有轻易结束。今年9月,准备迎接发射任务的海南商业航天发射场,遭受超级台风“摩羯”的正面袭击。站在受灾现场,海南商发工程设备部部长葛立新伤心地说:“台风把指挥部铁皮房都给掀了,我们没有家了。”

誓师大会、双百日大会战、百日决战、总动员令、30天冲刺……如今,在首发任务胜利的喜悦中,葛立新的回忆里只留下一本“与时间赛跑”的工程大事记:

2022年7月6日,发射场举行开工仪式;2023年12月29日,一号工位竣工;2024年6月6日,二号工位竣工;2024年6月30日,发射场具备执行发射能力;2024年8月16日,长征十二号合练完成……直至成功执行此次首发任务。

中国科学院院士、中国航天科技集团专家范瑞祥评价说,海南商业航天发射场首次任务的圆满成功,标志着我国商业航天发射场实现了从无到有的突破,补齐了商业航天链条缺口,也为我国大规模低轨星座组网任务等提供强有力的发射保障,对我国商业航天的发展具有里程碑意义。

范瑞祥表示:“这将促进航天技术的创新和转化,助力火箭、卫星、数据三链闭环,助推我国商业航天发展进入快车道。”

没有先例可循的“大创作”

“在没有任何技术积累的前提下,用两年多时间建设、完成首次任务,放眼世界航天建设史也没有这样的先例。”杨天梁感慨,“我们是第一个吃螃蟹的人。”

在业内人士看来,商业航天是新质生产力的重要载体,应处处体现科技创新。另一方面,我国航天工程对安全性要求极高,一项极细小的变动,都需慎之又慎、反复验证,直至确认安全精准,做到万无一失。

如何兼顾创新和质量,是海南商发所有人面临的难题。

一号工位本是“命题作文”,设计为长征八号火箭的专属发射平台。海南商发总经理刘红建说,工程队伍放弃了耗时费力的导流槽,创新采用地面导流锥技术,不挖深坑、不建止水帷幕。在火箭点火瞬间,近700吨水通过管路高压喷出,同样可以完成降温降噪。

二号工位则是“自选动作”。为了让更多不同型号的商业火箭都能发射,技术人员顶着压力,打破了“一箭一位”的传统思维,首次尝试打造通用型接口。葛立新说,就如一个接口可以匹配各种品牌和型号的手机,“让大家都能充上电”。“足足煎熬三个月,终于把技术构想磨了出来”,新工位目前可适配19个型号火箭的发射需求。

一张白纸好作画。海南商业航天发射场还按照世界航天发射趋势,采用目前少见的“三平”测发模式,火箭带着卫星,水平组装、水平测试、水平运输,再通过在国内首次实现0秒回倒模式的液压起竖装置,极大缩短了等待时间间隔。

“我们的优势在于决策简洁,机制灵活。”杨天梁认为,海南商业航天发射场的管理模式和管理体制强调商业属性,注重高效益、低成本。

在人力资源利用上,海南商发一直坚持业务合并、多超多能,把人数减下来、能力提上去;面对大量设备、特殊燃料等并行交叉采购难题,公司副总经理樊锋一改配套保障供应为市场化采购,引入竞价机制,显著提升采购效益;发射事业部部长首俊明还谈到,公司正在探索将来技术区厂房由火箭卫星公司自建自测,发射场负责统筹管理,实现“打完一发可以尽快接着打下一发”。

“每一分钱,我们都得精打细算。”刘红建举了几个例子,比如发射场主干道最初设计造价为1.3至1.4亿元,后通过重估、优化,节约了两三千万元;使用模块化车辆解决运输转弯半径问题,减少路宽避免资源浪费;选定首发火箭来合练,不用合练箭……最终,实际建设费用低于预估支出。

节省、求快,并不代表牺牲质量。在安全质量上,海南商发全体工作者如履薄冰。

一号工位共11层,塔高83米,整座塔架安装误差每层不到0.3毫米;在检查避雷塔焊接质量时,发现施工人员未按工艺流程操作导致隐患,即便损失近百万元,也坚持重新生产。在合练期间,通过“彩排”暴露并统计出8个问题后立即整改,让“风险归零”。

高峰期50多支队伍、2000余人动用超过200台套大中型机械设备同时施工。浙江的液氮柱塞泵、四川的低温真空管路、上海的氢火炬、山西的导流锥……来自14个省份200家生产厂商的“零件”,组成了总面积133.33公顷的海南商业航天发射场。

杨天梁感叹:“原来脑子里的设计图,现在都变成了现实,这是一项让人自豪的大创作。”

努力成长为一名“航天人”

在发射场工作是怎样的体验?

有人觉得条件太艰苦。员工住宿在偏僻村子里的毛坯安置区内,大通铺、四面墙、门窗简陋,方圆几公里没有一家像样的饭馆和超市,早些时候甚至买个简单的生活用品都为难。

也有人觉得加班太多。许多航天工程一旦做起来,就不能停滞,否则可能前功尽弃。在发射场工地上,为保工期只能24小时施工,不分昼夜。

“让人咬牙坚持的,是大家都有一个‘航天梦’。”杨天梁说,最初引进人才时,有的在很好的单位,也愿意前来工地;有的在外省已经安居乐业,舍下家人过来帮忙;有的在高校评上副教授了,依然选择加入团队……

海南商业航天发射场建设,最难过的是“时间关”。“今天再晚也是早,明天再早也是晚”,刘红建记得,公司详细列出从一号发射工位到火箭厂房等149项工作的工期和进度,实施挂图作战。他立下誓言“不到发射不还家”,时至今日便一天都没回去过。

加注供气系统被称作发射场的“生命线”和“动力源”,运维起来危险性高。发射场加注系统负责人何艳说,为了把精力都放在项目上,她让丈夫成了“家庭主夫”,每次听到对方电话里的一句“能不能见一面”,都觉得满是亏欠。

“99%的人更关注火箭发射的瞬间,发射背后却是一群默默无闻、坚守岗位的人。当你认为值得的时候,就会全力以赴。”何艳说。

人们赶工心切,天气却爱捣乱。2023年9至10月,项目进入最关键施工期,发射工位、加注供气系统、测控大楼等全面铺开时,遭遇了漫长的暴雨季,发射场工地一片汪洋,施工道路泥泞难行,工棚、建筑材料和物资悉数被淹。

大雨时室内施工,小雨时冒雨施工,雨停了连夜赶工。那些日子,指挥部监控器每天深夜都会捕捉到这样的画面:晚例会后,领导班子和部门负责人打着手电、穿着雨衣,心急地挨个儿检查工程进度。

一件事、一家人、一条心。

为了清除加注系统软件故障,技术人员顶着一个月的漫长煎熬,用“笨办法”逐个排除;为了应对台风,职工们抢着转移公司重要物资,个人物品被吹得不见踪迹;守在阵地正面抗击“摩羯”的工程师,用人工排水的方式,保住了价值数百万元的设备。他们的目的只有一个:千万不能影响首次发射任务。

而他们中间,大多数人在听到任务成功之后,连庆祝的时间都没有,就要紧急投入发射后的一系列保障检查工作中去。

工作不到两年的陈君,在发射场执行加注任务期间,要和同事一起盯着几百平方米厂房里的6个煤油贮罐。当测控大楼里响起掌声和欢呼雀跃的时候,她便觉得工作一点都不心酸:“一开始我像个看客,但现在我变成了唱戏的人。对于我,做好加注这一件事就是胜利。”

对于海南商发所有员工而言,在不断的质疑声中完成了蜕变:从茫然到自信,从怀疑到热爱,从挣扎到奉献,从“不是航天人”变成“都是航天人”。

航天港激活“未来产业”

商业航天具有广阔前景。本次发射的卫星互联网技术试验星,由商业航天公司银河航天承担研制。银河航天首席技术官朱正贤认为,商业卫星首次在海南商业航天发射场发射成功,是商业航天高质量发展的一次重要实践,也证明商业航天产业发展迎来新的机遇。

火箭派联合创始人万美则直言“这是一条万亿元级的新赛道”,将拉动经济增长,创造更大的商业价值。分析数据显示,中国商业航天市场规模自2015年以来保持高速增长,2017年至2024年年均增长率保持在20%以上,预计2024年市场规模约2.34万亿元。

“首发任务成功之后,常态化发射新征程即将到来。”在杨天梁的构想中,海南商业航天发射场在不久的将来,应该“像一座机场一样”不断提升发射能力和效率,发挥商业航天“母港”基础设施的作用,以“航天+”不断拓展“未来产业”。

刘红建提到,虽然海南商业航天发射场短期内盈利模式还需要一个培育期,但作为航天基础性设施,业内最看好的还是其“溢出效应”。

目前,海南构建了火箭链、卫星链、数据链、航天旅游和“航天+”产业,通过谋划打造商业航天产业项目“四梁八柱”,布局建设星箭产业园,加快建设卫星超级工厂,火箭装配厂房已具备保障合练任务能力。其中的卫星超级工厂,预计明年6月下线第一颗试验星,有望形成每年1000颗卫星的批产能力。

近年来,在航天发射场和海南自贸港航天产业政策的吸引下,星际荣耀、星河动力、蓝箭航天、天兵科技、中科宇航等国内商业航天企业,已经进驻或计划落地文昌。其中,星际荣耀已经开工建设总装测试厂房;航天科技集团一院已经在海南建立长征八号火箭组装厂,年产量预计50枚;深蓝航天计划建设火箭卫星总装测试厂房及回收厂房。

商业航天高频率发射将带来航天旅游产业发展的优势。刘红建说,“航天+旅游”可以发展观光、青少年研学、爱国主义教育等,有望在海南商业航天发射场周边打造一个新型的“航天小镇”,让周边老百姓通过配套服务业增加收入,拥有更多获得感幸福感。

“海南自贸港建设,也是海南商业航天发射场的机遇。”范瑞祥表示,海南商业航天发射场可以充分发挥商业发射场主场优势与自贸港政策优势的叠加效应,成为商业航天的孵化器,加快产业生态体系和国际合作,并推动“数据出海”“卫星出海”,让宇航产品、卫星应用服务等中国航天品牌“走出去”,助力世界航天事业发展进步。

与此同时,商业航天发展不断融合新一代人工智能、大数据、先进计算等技术,让航天技术加快走进大众生活。樊锋表示,未来全球一小时快递、真空制造、太空采矿、太空旅馆、星际旅游等新业态将不断壮大成熟。

对于海南商业航天发射场,新的挑战在路上;新的机遇,也在路上。

 
 
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