科普之聲丨和三位航天青年聊聊力箭一號“一箭26星”背后的故事

力箭一號“一箭26星”成功發(fā)射，連續(xù)成功發(fā)射標志著該火箭技術狀態(tài)成熟和可靠性的不斷提升。

6月7日，由中國科學院力學研究所抓總、中科宇航公司參與研制的力箭一號遙二運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。本次發(fā)射采用“一箭26星”的方式，刷新了我國商業(yè)火箭“一箭多星”最高紀錄。

力箭一號是我國目前最大的固體火箭。作為中國最大的固體運載火箭，力箭一號吸引了眾多目光。力箭一號起飛重量135噸，起飛推力200噸，總長30米，芯級直徑2.65米，500公里太陽同步軌道運載能力1500公斤，在運載能力、入軌精度、設計可靠性、性價比等方面已經(jīng)邁入世界固體運載火箭領域先進行列。

該火箭在2022年7月27日首次飛行任務取得成功，突破了6項重大關鍵技術和13項國內(nèi)首次使用的技術，此次力箭一號遙二是該型號的第二次發(fā)射。

力箭一號火箭連續(xù)成功的背后有一群懷揣星辰大海夢想的航天青年。對此，澎湃新聞與火箭團隊的三位航天青年代表聊了聊力箭一號和“一箭26星”背后的故事。

馬玉海：力箭一號副總師（飛控方向）

戎旭政：力箭一號副總師（航電方向）

項澤斌：力箭一號主任設計師（總裝方向）

“一箭26星”如何實現(xiàn)？

澎湃新聞：這次力箭一號火箭“一箭26星”的成功發(fā)射引發(fā)大量的關注，“一箭26星”難在什么地方？

馬玉海：“一箭26星”在航天領域?qū)儆凇耙患嘈恰卑l(fā)射，就是通過一次發(fā)射任務，將多顆衛(wèi)星送到預定的軌道。這次力箭一號火箭“一箭多星”發(fā)射的衛(wèi)星不是來自同一廠商生產(chǎn)設計的，尺寸、重量和外形都不盡相同，有些“一箭多星”發(fā)射搭載的是同一種衛(wèi)星，“一箭多星”發(fā)射難度相對低一些。由于來自不同廠商，需要我們做一些定制化的工作，在結構安裝布局、分離時序控制、力學環(huán)境適應性、電磁兼容性等方面做相關工作，確保分離的安全性。

這次26顆衛(wèi)星是分四批進行分離的，在分離過程中，火箭姿態(tài)會進行調(diào)整，保證衛(wèi)星分離后相互之間不會發(fā)生碰撞。同時，我們的設計也留有了余量，確保能夠適應一定偏差；形象地說，就像停車的時候不能擦著邊停，這樣門就打不開了，也做不了別的動作。

“一箭多星”的優(yōu)勢就是一次發(fā)射能夠?qū)⒍囝w衛(wèi)星送上太空，尤其是在微小衛(wèi)星快速發(fā)展的當下，經(jīng)濟性上更好，對于重量只有幾千克到幾十千克的小衛(wèi)星，“拼單發(fā)射”可以節(jié)省成本。此外，“一箭多星”還可以大幅度提高研制效率、發(fā)射效率，滿足高密度發(fā)射的任務需求，具備標準化的“拼車”模式也將成為未來商業(yè)航天的主流。

澎湃新聞：你是第一個知道飛行結果的人，兩次參加任務，感受會有不同嗎？

馬玉海：從崗位上講，我主要負責火箭飛行控制系統(tǒng)的參數(shù)設計和算法驗證，對火箭發(fā)射后的飛行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，在火箭飛行過程中會實時回傳各種數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)我們就能知道飛行的狀態(tài)，可以說我們是最早知道飛行的結果的。由于我們地面做了大量的試驗和仿真，對火箭的表現(xiàn)是有把握的，對火箭第二次發(fā)射比較從容，發(fā)射成功后也沒有特別的激動，但首飛任務成功后比較激動，畢竟獲得“開門紅”，這對無論是對火箭還是對研制團隊都是一個很大的激勵。

澎湃新聞：作為中國最大的固體運載火箭，你認為這款火箭的優(yōu)勢在什么地方？

馬玉海：力箭一號是一型四級固體運載火箭，也是我們國家運載能力最大，起飛推力最大，起飛重量最大的固體火箭。火箭長30米，直徑2.65米，整流罩有2.65米和3.35兩種狀態(tài)，首飛和第二次發(fā)射用的是2.65米直徑的整流罩，3.35米整流罩可用于容納尺寸更大的衛(wèi)星。力箭一號在運載能力、入軌精度、設計可靠性、性價比等方面已經(jīng)邁入世界固體運載火箭領域先進行列。

固體火箭的優(yōu)勢是結構簡單、準備時間短和適于長時間儲存等優(yōu)勢。力箭一號首飛載荷是0.8噸，這次提高到了1.1噸，后續(xù)，經(jīng)過多次飛行的經(jīng)驗積累，力箭一號的運載能力將逐步提高到最大。未來，我們還將嘗試更大整流罩的火箭發(fā)射并進行海上發(fā)射試驗，海上發(fā)射在安全性和經(jīng)濟性上有自己的優(yōu)勢。海上發(fā)射可以選擇飛行航線，讓火箭殘骸落在無人的海上；在經(jīng)濟上，火箭可選擇發(fā)射的方向和緯度，針對不同載荷的軌道要求，選擇最合適的地點進行發(fā)射，有效節(jié)省燃料，降低成本。

相對于液體火箭，固體火箭的優(yōu)勢是結構簡單、準備時間短和適于長時間儲存等優(yōu)勢。像液體火箭發(fā)射前還要加注燃料，保障設施也更多，大一點的火箭還要建造專門的發(fā)射塔架，而固體火箭發(fā)射前不需要加注，使用便利性上高一些。當然，固體火箭和液體火箭各有優(yōu)勢，不存在誰取代誰的問題。

澎湃新聞：作為力箭一號火箭團隊航天青年代表，參加中國最大固體運載火箭力箭一號的核心研制工作有哪些成長？

馬玉海：就我個人而言，通過力箭一號遙一和遙二火箭的研制，成長還是比較多，比較快的，以往工作分工很細，現(xiàn)在則要承擔更多的工作，從型號立項到每一個指標的確定，包括軟件的代碼、數(shù)據(jù)模型都是一手做起來的，參與感更多。

有了更多的信心

澎湃新聞：力箭一號運載火箭發(fā)射接連獲得成功，航電系統(tǒng)的創(chuàng)新多次被大家提及，那航電系統(tǒng)有哪些創(chuàng)新？遙二火箭的測試工作和遙一相比是不是更容易一些？

戎旭政：我們的創(chuàng)新一方面是系統(tǒng)整合，打破了傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)控制、測量等的門類劃分，提高整箭協(xié)同性和一體化設計水平，另一方面是敢于將諸如大數(shù)據(jù)、云平臺、以太網(wǎng)等一些新興的、商用化的技術用于構建系統(tǒng)，拓展火箭使用通用技術的適應性，降低火箭設計成本。

應該說容易的事是輪不到我們的，對于我們的力箭一號來說，正是要經(jīng)歷多次飛行考核、驗證能否提供可靠發(fā)射服務的階段，所以這段上升的路，注定是不容易的，在遙二火箭，我們航電系統(tǒng)對地面測發(fā)控軟件作了32項技術優(yōu)化，同時面對遙二多星分離任務，做出了很多極限配置，這里面投入了大量的精力去設計、修改、分析計算和各類試驗驗證，總之付出了很多努力。

澎湃新聞：作為團隊的航天青年代表，參加中國最大固體運載火箭力箭一號的核心研制工作中有哪些成長？

戎旭政：最大成長莫過于收獲信心，以前總是覺得美國的SpaceX公司很厲害，我們心里都不敢想能不能和SpaceX公司做一樣的事情，現(xiàn)在我們力箭一號從無到有，從遙一到遙二，信心更足了，上升空間已經(jīng)不僅僅限于要做中國商業(yè)航天的第一，更要向SpaceX公司這樣的商業(yè)航天企業(yè)看齊，甚至將來要趕上和超越它。

澎湃新聞：中國商業(yè)航天如果想要實現(xiàn)進一步的良性發(fā)展還需要在哪些環(huán)節(jié)獲得支持？

戎旭政：力箭一號持續(xù)成功創(chuàng)造了中國商業(yè)航天的新篇章，當然商業(yè)航天歸根到底始終是國家航天力量的重要組成部分，未來國際航天領域的競爭一定是有我們一席之地的，前提是吾輩當自強，不斷地創(chuàng)新引領，研發(fā)出運力更大、成本更低的運載器，這樣才能不斷拓展我們國家的航天事業(yè)。

我覺得中國商業(yè)航天的發(fā)展最重要的還是航天人的不懈努力，這是良性發(fā)展的內(nèi)力所在；外部的話我還是希望社會各界把商業(yè)航天看作是國家發(fā)展的戰(zhàn)略需要，航天事業(yè)包括商業(yè)航天，需要的不僅僅是資金，更多的是耐性，對創(chuàng)新可能發(fā)生的失敗多予以包容，希望國家在鼓勵創(chuàng)新方面給予商業(yè)航天更多開放性的政策。

力箭一號首飛和第二次發(fā)射都采用“一箭多星”的方式。具備年產(chǎn)30發(fā)的能力

澎湃新聞：這一次發(fā)射的力箭一號遙二運載火箭是南沙工廠首批總裝完成的火箭之一，南沙工廠有哪些特別之處？

項澤斌：力箭一號遙二火箭是位于廣州南沙中科宇航產(chǎn)業(yè)化基地生產(chǎn)首批火箭中發(fā)射的第一枚火箭，基地在2022年11月竣工并投入使用，基地不僅有火箭的總裝與測試，而且箭上設備等零部件都將在這里生產(chǎn)。基地總規(guī)劃占地面積約600畝，其中一期用地100畝，主要用于開展系列化固體、液體運載火箭的生產(chǎn)、試驗、總裝及測試工作。

澎湃新聞：這個規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化基地每年能生產(chǎn)多少火箭？

項澤斌：這個產(chǎn)業(yè)化基地具備最大年產(chǎn)30發(fā)火箭的能力，因為我們采用了先進的生產(chǎn)組織模式。例如，運載火箭的總裝、測試、量產(chǎn)工作采用脈動式生產(chǎn)模式。脈動式生產(chǎn)模式下的各工位按照生產(chǎn)節(jié)拍獨立工作，通過產(chǎn)品在不同工位的脈動，降低生產(chǎn)資源保障與管理難度。相對于固定式的并行批產(chǎn)，可以顯著降低生產(chǎn)資源的投入；易于實現(xiàn)標準化作業(yè)，降低對技能人員的技術全面性要求；相似工序的集中作業(yè)，便于引入自動化、智能化的設施設備。

澎湃新聞：一支全新的團隊在完成火箭總裝過程中遇到了哪些困難和挑戰(zhàn)？

項澤斌：在北京或上海，生產(chǎn)制造火箭的成熟的技能人員相對較多，在廣州相關的技能人員數(shù)量很少，因此，我們在南沙產(chǎn)業(yè)化基地的技能人才都要自己培養(yǎng)，也就是人才隊伍建設，這是一個循序漸進的過程。由于中科宇航產(chǎn)業(yè)化基地是一個新的產(chǎn)業(yè)基地，新火箭、新技術、新設備，再加上新團隊，一些團隊人員之前甚至完全沒有接觸過火箭，各種“新”集合在一塊，這對團隊來說是一個不小的挑戰(zhàn)，需要克服工作過程中遇到的各種問題。力箭一號遙二運載火箭的成功發(fā)射也意味著團隊克服了種種困難和挑戰(zhàn)，證明了團隊的能力。

讓我印象比較深刻的是力箭一號遙二是全國運輸距離最長的火箭，從廣州出發(fā)到酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，公路運輸全程約3200公里，里程遠、跨度大，從南方潮濕氣候到西北干燥氣候，加上火箭又是我國最大的固體火箭，這都對火箭的運輸帶來了不小的挑戰(zhàn)。我們在出發(fā)前對火箭運輸力學環(huán)境控制、裝車固定方式、防雨防潮措施等都做了大量準備工作，最終保證了火箭安全地抵達了酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。

本文來自澎湃新聞