從濱海荒地到商業航天“母港” 我國首個商業航天發射場建設記
大鵬一日同風起,扶搖直上九萬裡。
11月30日晚,文昌東南沿海。海南商業航天發射場被燈點亮的發射塔架,聳入夜幕。萬眾矚目之下,長征十二號運載火箭噴射烈焰,拔地而起,直指蒼穹。一時間,南海上空的星光與測控大廳裡的淚光交相輝映。
這是我國首個商業航天發射場的發射任務處子秀。光陰跨越兩年零五個月,一片椰林和魚塘錯雜的荒蕪之地上,造就一座向天圖強的航天重大基礎設施﹔成千上萬名默默無聞的建設者,把來自14個省份200家生產廠商的配件,魔術般變成補齊國內商業航天缺口的重要發射平台。
作為我國戰略性新興產業和新增長引擎,商業航天日新月異。海南商業航天發射場從0到1的突破,將加速航天技術的創新和轉化,助推我國商業航天發展進入快車道。
完成“不可能完成”的任務
朱雀二號火箭成為全球首款連續入軌的液氧甲烷火箭,雙曲線二號驗証火箭實現國內首次復用飛行……近年來,一個個“首次”將商業航天推上“熱搜”。2023年,我國共完成26次商業航天發射,佔全年航天發射總量的39%。
商業火箭、衛星發射的旺盛需求,與航天發射工位的稀缺形成鮮明對比,我國急需建設一個“專門對口”的商業航天發射場。目標箭頭指向海南。具有低緯度、可海運、射向范圍廣等天然地理優勢的文昌海岸,足以媲美美國“卡角”。
2022年,國家批准建設我國第一個商業航天發射場,海南國際商業航天發射有限公司(以下簡稱海南商發)成立,要求“一年半完成項目建設,兩年內具備執行發射條件”,這意味著“剛起步就要沖刺”。
然而,海南商發董事長楊天梁第一次到工地時,卻“有些發懵”:一條伸向海邊椰林的土路、一處圍擋、一台打樁機、十幾個工人,其他什麼也沒有。
人員缺,公司跟航天打過交道的鳳毛麟角﹔經驗缺,許多職工甚至連發射場都沒見過﹔技術更缺,當時社會上根本找不到有能力畫出發射場整體圖紙的設計單位……有人來訪后,腦袋搖得像撥浪鼓:“‘一窮二白’想建發射場,絕不可能!”
沒人,就一邊搶工期,一邊建隊伍。電話“轟炸”去求、翻山過海去請。星箭研制技術人員、有發射場管理運行經驗的技術骨干陸續到來,通過“老帶新”“師徒結對”“下廠鍛煉”,將散落在各地的航天技術領域近400名人才緊緊吸附在一起。
沒設計,便一邊學理論,一邊想架構,“草台班子”拉著設計單位坐在一塊,慢慢把圖紙磨出來。發射場一號、二號工位相繼開工、封頂﹔加注供氣系統短短三個月完成所有分系統聯調聯試﹔110kV商業航天站從動工到並網僅用203天,堵住了所有質疑的嘴巴。
可困難並沒有輕易結束。今年9月,准備迎接發射任務的海南商業航天發射場,遭受超級台風“摩羯”的正面襲擊。站在受災現場,海南商發工程設備部部長葛立新傷心地說:“台風把指揮部鐵皮房都給掀了,我們沒有家了。”
誓師大會、雙百日大會戰、百日決戰、總動員令、30天沖刺……如今,在首發任務勝利的喜悅中,葛立新的回憶裡隻留下一本“與時間賽跑”的工程大事記:
2022年7月6日,發射場舉行開工儀式﹔2023年12月29日,一號工位竣工﹔2024年6月6日,二號工位竣工﹔2024年6月30日,發射場具備執行發射能力﹔2024年8月16日,長征十二號合練完成……直至成功執行此次首發任務。
中國科學院院士、中國航天科技集團專家范瑞祥評價說,海南商業航天發射場首次任務的圓滿成功,標志著我國商業航天發射場實現了從無到有的突破,補齊了商業航天鏈條缺口,也為我國大規模低軌星座組網任務等提供強有力的發射保障,對我國商業航天的發展具有裡程碑意義。
范瑞祥表示:“這將促進航天技術的創新和轉化,助力火箭、衛星、數據三鏈閉環,助推我國商業航天發展進入快車道。”
沒有先例可循的“大創作”
“在沒有任何技術積累的前提下,用兩年多時間建設、完成首次任務,放眼世界航天建設史也沒有這樣的先例。”楊天梁感慨,“我們是第一個吃螃蟹的人。”
在業內人士看來,商業航天是新質生產力的重要載體,應處處體現科技創新。另一方面,我國航天工程對安全性要求極高,一項極細小的變動,都需慎之又慎、反復驗証,直至確認安全精准,做到萬無一失。
如何兼顧創新和質量,是海南商發所有人面臨的難題。
一號工位本是“命題作文”,設計為長征八號火箭的專屬發射平台。海南商發總經理劉紅建說,工程隊伍放棄了耗時費力的導流槽,創新採用地面導流錐技術,不挖深坑、不建止水帷幕。在火箭點火瞬間,近700噸水通過管路高壓噴出,同樣可以完成降溫降噪。
二號工位則是“自選動作”。為了讓更多不同型號的商業火箭都能發射,技術人員頂著壓力,打破了“一箭一位”的傳統思維,首次嘗試打造通用型接口。葛立新說,就如一個接口可以匹配各種品牌和型號的手機,“讓大家都能充上電”。“足足煎熬三個月,終於把技術構想磨了出來”,新工位目前可適配19個型號火箭的發射需求。
一張白紙好作畫。海南商業航天發射場還按照世界航天發射趨勢,採用目前少見的“三平”測發模式,火箭帶著衛星,水平組裝、水平測試、水平運輸,再通過在國內首次實現0秒回倒模式的液壓起豎裝置,極大縮短了等待時間間隔。
“我們的優勢在於決策簡潔,機制靈活。”楊天梁認為,海南商業航天發射場的管理模式和管理體制強調商業屬性,注重高效益、低成本。
在人力資源利用上,海南商發一直堅持業務合並、多超多能,把人數減下來、能力提上去﹔面對大量設備、特殊燃料等並行交叉採購難題,公司副總經理樊鋒一改配套保障供應為市場化採購,引入競價機制,顯著提升採購效益﹔發射事業部部長首俊明還談到,公司正在探索將來技術區廠房由火箭衛星公司自建自測,發射場負責統籌管理,實現“打完一發可以盡快接著打下一發”。
“每一分錢,我們都得精打細算。”劉紅建舉了幾個例子,比如發射場主干道最初設計造價為1.3至1.4億元,后通過重估、優化,節約了兩三千萬元﹔使用模塊化車輛解決運輸轉彎半徑問題,減少路寬避免資源浪費﹔選定首發火箭來合練,不用合練箭……最終,實際建設費用低於預估支出。
節省、求快,並不代表犧牲質量。在安全質量上,海南商發全體工作者如履薄冰。
一號工位共11層,塔高83米,整座塔架安裝誤差每層不到0.3毫米﹔在檢查避雷塔焊接質量時,發現施工人員未按工藝流程操作導致隱患,即便損失近百萬元,也堅持重新生產。在合練期間,通過“彩排”暴露並統計出8個問題后立即整改,讓“風險歸零”。
高峰期50多支隊伍、2000余人動用超過200台套大中型機械設備同時施工。浙江的液氮柱塞泵、四川的低溫真空管路、上海的氫火炬、山西的導流錐……來自14個省份200家生產廠商的“零件”,組成了總面積133.33公頃的海南商業航天發射場。
楊天梁感嘆:“原來腦子裡的設計圖,現在都變成了現實,這是一項讓人自豪的大創作。”
努力成長為一名“航天人”
在發射場工作是怎樣的體驗?
有人覺得條件太艱苦。員工住宿在偏僻村子裡的毛坯安置區內,大通鋪、四面牆、門窗簡陋,方圓幾公裡沒有一家像樣的飯館和超市,早些時候甚至買個簡單的生活用品都為難。
也有人覺得加班太多。許多航天工程一旦做起來,就不能停滯,否則可能前功盡棄。在發射場工地上,為保工期隻能24小時施工,不分晝夜。
“讓人咬牙堅持的,是大家都有一個‘航天夢’。”楊天梁說,最初引進人才時,有的在很好的單位,也願意前來工地﹔有的在外省已經安居樂業,舍下家人過來幫忙﹔有的在高校評上副教授了,依然選擇加入團隊……
海南商業航天發射場建設,最難過的是“時間關”。“今天再晚也是早,明天再早也是晚”,劉紅建記得,公司詳細列出從一號發射工位到火箭廠房等149項工作的工期和進度,實施挂圖作戰。他立下誓言“不到發射不還家”,時至今日便一天都沒回去過。
加注供氣系統被稱作發射場的“生命線”和“動力源”,運維起來危險性高。發射場加注系統負責人何艷說,為了把精力都放在項目上,她讓丈夫成了“家庭主夫”,每次聽到對方電話裡的一句“能不能見一面”,都覺得滿是虧欠。
“99%的人更關注火箭發射的瞬間,發射背后卻是一群默默無聞、堅守崗位的人。當你認為值得的時候,就會全力以赴。”何艷說。
人們趕工心切,天氣卻愛搗亂。2023年9至10月,項目進入最關鍵施工期,發射工位、加注供氣系統、測控大樓等全面鋪開時,遭遇了漫長的暴雨季,發射場工地一片汪洋,施工道路泥濘難行,工棚、建筑材料和物資悉數被淹。
大雨時室內施工,小雨時冒雨施工,雨停了連夜趕工。那些日子,指揮部監控器每天深夜都會捕捉到這樣的畫面:晚例會后,領導班子和部門負責人打著手電、穿著雨衣,心急地挨個兒檢查工程進度。
一件事、一家人、一條心。
為了清除加注系統軟件故障,技術人員頂著一個月的漫長煎熬,用“笨辦法”逐個排除﹔為了應對台風,職工們搶著轉移公司重要物資,個人物品被吹得不見蹤跡﹔守在陣地正面抗擊“摩羯”的工程師,用人工排水的方式,保住了價值數百萬元的設備。他們的目的隻有一個:千萬不能影響首次發射任務。
而他們中間,大多數人在聽到任務成功之后,連慶祝的時間都沒有,就要緊急投入發射后的一系列保障檢查工作中去。
工作不到兩年的陳君,在發射場執行加注任務期間,要和同事一起盯著幾百平方米廠房裡的6個煤油貯罐。當測控大樓裡響起掌聲和歡呼雀躍的時候,她便覺得工作一點都不心酸:“一開始我像個看客,但現在我變成了唱戲的人。對於我,做好加注這一件事就是勝利。”
對於海南商發所有員工而言,在不斷的質疑聲中完成了蛻變:從茫然到自信,從懷疑到熱愛,從掙扎到奉獻,從“不是航天人”變成“都是航天人”。
航天港激活“未來產業”
商業航天具有廣闊前景。本次發射的衛星互聯網技術試驗星,由商業航天公司銀河航天承擔研制。銀河航天首席技術官朱正賢認為,商業衛星首次在海南商業航天發射場發射成功,是商業航天高質量發展的一次重要實踐,也証明商業航天產業發展迎來新的機遇。
火箭派聯合創始人萬美則直言“這是一條萬億元級的新賽道”,將拉動經濟增長,創造更大的商業價值。分析數據顯示,中國商業航天市場規模自2015年以來保持高速增長,2017年至2024年年均增長率保持在20%以上,預計2024年市場規模約2.34萬億元。
“首發任務成功之后,常態化發射新征程即將到來。”在楊天梁的構想中,海南商業航天發射場在不久的將來,應該“像一座機場一樣”不斷提升發射能力和效率,發揮商業航天“母港”基礎設施的作用,以“航天+”不斷拓展“未來產業”。
劉紅建提到,雖然海南商業航天發射場短期內盈利模式還需要一個培育期,但作為航天基礎性設施,業內最看好的還是其“溢出效應”。
目前,海南構建了火箭鏈、衛星鏈、數據鏈、航天旅游和“航天+”產業,通過謀劃打造商業航天產業項目“四梁八柱”,布局建設星箭產業園,加快建設衛星超級工廠,火箭裝配廠房已具備保障合練任務能力。其中的衛星超級工廠,預計明年6月下線第一顆試驗星,有望形成每年1000顆衛星的批產能力。
近年來,在航天發射場和海南自貿港航天產業政策的吸引下,星際榮耀、星河動力、藍箭航天、天兵科技、中科宇航等國內商業航天企業,已經進駐或計劃落地文昌。其中,星際榮耀已經開工建設總裝測試廠房﹔航天科技集團一院已經在海南建立長征八號火箭組裝廠,年產量預計50枚﹔深藍航天計劃建設火箭衛星總裝測試廠房及回收廠房。
此外,商業航天高頻率發射將帶來航天旅游產業發展的優勢。劉紅建說,“航天+旅游”可以發展觀光、青少年研學、愛國主義教育等,有望在海南商業航天發射場周邊打造一個新型的“航天小鎮”,讓周邊老百姓通過配套服務業增加收入,擁有更多獲得感幸福感。
“海南自貿港建設,也是海南商業航天發射場的機遇。”范瑞祥表示,海南商業航天發射場可以充分發揮商業發射場主場優勢與自貿港政策優勢的疊加效應,成為商業航天的孵化器,加快產業生態體系和國際合作,並推動“數據出海”“衛星出海”,讓宇航產品、衛星應用服務等中國航天品牌“走出去”,助力世界航天事業發展進步。
與此同時,商業航天發展不斷融合新一代人工智能、大數據、先進計算等技術,讓航天技術加快走進大眾生活。樊鋒表示,未來全球一小時快遞、真空制造、太空採礦、太空旅館、星際旅游等新業態將不斷壯大成熟。
對於海南商業航天發射場,新的挑戰在路上﹔新的機遇,也在路上。
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