2024年11月30日晚,長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭從海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱“海南商發(fā)”)二號(hào)工位騰空而起?!笆装l(fā)”告捷,海南商發(fā)測(cè)控大樓內(nèi)爆發(fā)出震耳欲聾的歡呼聲。
海南商發(fā)是繼酒泉、太原、西昌、文昌四個(gè)航天發(fā)射場(chǎng)后我國(guó)的第五個(gè)航天發(fā)射場(chǎng),也是我國(guó)首個(gè)商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)。此次發(fā)射任務(wù)不僅是長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭的首次發(fā)射,也是海南商發(fā)的“首發(fā)”任務(wù),宣告海南商發(fā)正式實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。
在這個(gè)全球商業(yè)航天蓬勃發(fā)展,人類開始寄希望于依靠商業(yè)力量征服太空的時(shí)代,發(fā)射場(chǎng)的建設(shè)成為商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)中重要的一環(huán)。海南商發(fā)的“首發(fā)”,標(biāo)志著我國(guó)商業(yè)航天邁出關(guān)鍵一步。
位于海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)二號(hào)工位等待發(fā)射的長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭。
1 兩年建成,史無(wú)前例
海南文昌市東郊鎮(zhèn)的椰林深處,毗鄰中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)的一片土地上,海南商發(fā)的兩個(gè)工位拔地而起。就航天發(fā)射而言,海南的位置靠近赤道,緯度低,地球自轉(zhuǎn)線速度較大,火箭發(fā)射不僅能省下更多燃料,同型號(hào)火箭的發(fā)射運(yùn)載能力還可以提升約10%—15%。此外,由于發(fā)射場(chǎng)臨海,一些大直徑的火箭可以通過(guò)海運(yùn)送抵發(fā)射場(chǎng)。
海南商發(fā)首期占地2000畝,投資40億元。2022年7月6日,一號(hào)發(fā)射工位破土動(dòng)工,標(biāo)志著海南商發(fā)建設(shè)帷幕正式拉開;2022年10月30日,二號(hào)工位宣告開工;2023年5月,加注供氣、主干道、總圖外線等項(xiàng)目相繼開工;6月,110kV變電站破土;12月,三平火箭廠房動(dòng)工;2024年1月,衛(wèi)星測(cè)試扣罩廠房順利開工。經(jīng)過(guò)持續(xù)奮戰(zhàn),一號(hào)發(fā)射工位于2023年底順利竣工;2024年6月6日,二號(hào)發(fā)射工位順利竣工,發(fā)射場(chǎng)轉(zhuǎn)入首發(fā)箭全系統(tǒng)合練階段。
從破土動(dòng)工,到“首發(fā)”成功,海南商發(fā)只用了兩年多的時(shí)間。海南商發(fā)1號(hào)工位的首席指揮員張小軍告訴記者,海南商發(fā)的建設(shè)速度和以前的發(fā)射場(chǎng)相比有很大的提高,以前一個(gè)發(fā)射場(chǎng)從開建到調(diào)試,可能要5到8年的時(shí)間,但海南商發(fā)用兩年多的時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了首飛,是史無(wú)前例的速度。
張小軍說(shuō),海南商發(fā)能有這樣的建設(shè)速度,一方面是工作人員高強(qiáng)度的工作和多個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)同步進(jìn)行,另一方面則是得益于我國(guó)在航天發(fā)射領(lǐng)域多年來(lái)的積累,“我們國(guó)家的航天發(fā)射,不管是工程建設(shè),還是科學(xué)技術(shù),相比以前都有很大的進(jìn)步,所以很多環(huán)節(jié)的效率都能大幅提高”。
在建設(shè)高峰期,共有50多支隊(duì)伍2000余人同時(shí)參與施工。海南商發(fā)發(fā)射事業(yè)部總工程師、二號(hào)工位“首發(fā)”首席指揮員鄢利清介紹,他從2023年加入海南商發(fā),當(dāng)時(shí)一號(hào)工位還在建設(shè),他經(jīng)歷了二號(hào)工位從破土到建成的全過(guò)程,這兩個(gè)工位就像自己的親密戰(zhàn)友。
鄢利清表示,海南商發(fā)建設(shè)的過(guò)程中十分注重建設(shè)與發(fā)射任務(wù)的緊密連接,有些工作是相融在一起的,技術(shù)團(tuán)隊(duì)中有不少是航天發(fā)射領(lǐng)域的新人,在短時(shí)間內(nèi)帶出一支“能打勝仗”的隊(duì)伍成為鄢利清面臨的一大挑戰(zhàn),“我們采取了不少方式,加強(qiáng)人員訓(xùn)練,提高團(tuán)隊(duì)人員的各項(xiàng)工作技能,確保在任務(wù)中每個(gè)人都能獨(dú)立上崗”。
2 多項(xiàng)創(chuàng)新,匹配市場(chǎng)
在鄢利清看來(lái),海南商發(fā)的“首發(fā)”實(shí)現(xiàn)了“五個(gè)新”——新發(fā)射場(chǎng)、新型火箭、新隊(duì)伍、新機(jī)制、新技術(shù)。
為了匹配商業(yè)航天的市場(chǎng)需求,降低發(fā)射成本、提高發(fā)射效率,海南商發(fā)的兩個(gè)工位在建設(shè)時(shí)就開展了多項(xiàng)技術(shù)上的重大創(chuàng)新。
海南商發(fā)的一號(hào)發(fā)射工位包含固定勤務(wù)塔、發(fā)射臺(tái)等11類設(shè)備設(shè)施,僅發(fā)射塔架的頂層就有83米,相當(dāng)于20多層樓高,和傳統(tǒng)發(fā)射工位相比,建設(shè)周期縮短了一半。該工位首次采用了地面導(dǎo)流錐排導(dǎo)、擠壓式噴水降溫降噪等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。
海南商發(fā)二號(hào)工位則是國(guó)內(nèi)首個(gè)液體通用型發(fā)射工位,是航天發(fā)射平臺(tái)技術(shù)上的重大創(chuàng)新?!斑^(guò)去我國(guó)的火箭發(fā)射臺(tái)都是專為發(fā)射某一種或幾種火箭,但現(xiàn)在商業(yè)航天發(fā)射需求不斷增多?!焙D仙贪l(fā)工程設(shè)備部部長(zhǎng)葛立新說(shuō),通過(guò)開展統(tǒng)型設(shè)計(jì),二號(hào)工位可滿足國(guó)內(nèi)多家火箭公司的19型火箭發(fā)射需求,芯級(jí)直徑從3.35米、3.8米、4.2米直至5米都能兼容,能夠滿足如今井噴式的商業(yè)發(fā)射需求。
目前,各國(guó)運(yùn)載火箭常用的測(cè)發(fā)模式主要有3種:一平兩垂(火箭水平轉(zhuǎn)運(yùn)、垂直總裝、垂直測(cè)試)、三垂(火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)、垂直總裝、垂直測(cè)試)和三平(火箭水平轉(zhuǎn)運(yùn)、水平總裝、水平測(cè)試)。3種測(cè)發(fā)模式各有優(yōu)缺點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外火箭中均有應(yīng)用。在測(cè)發(fā)模式上,海南商發(fā)一號(hào)工位是“小三垂”的測(cè)發(fā)模式,能有效降低火箭在發(fā)射區(qū)的工作時(shí)間,便于連續(xù)發(fā)射;二號(hào)工位是“三平”的測(cè)發(fā)模式,對(duì)運(yùn)輸?shù)缆芬筝^低,轉(zhuǎn)運(yùn)的成本也有所降低。
在多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新下,海南商發(fā)實(shí)現(xiàn)發(fā)射任務(wù)切換周期大大縮短,年發(fā)射能力顯著提升。如今,一、二號(hào)工位具備了各16發(fā)的年發(fā)射能力。隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)射效率的提高,火箭射前占位時(shí)間和射后恢復(fù)時(shí)間都會(huì)壓縮,發(fā)射能力會(huì)進(jìn)一步提高,真正實(shí)現(xiàn)“低成本、高效率”的具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的商業(yè)航天發(fā)射。
3 需求井噴,蓬勃發(fā)展
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)航天的發(fā)展模式一直以國(guó)家重大發(fā)射任務(wù)為主,商業(yè)火箭的發(fā)射需求始終排在次要位置。然而,經(jīng)過(guò)近10年發(fā)展,我國(guó)商業(yè)航天蓬勃發(fā)展,民營(yíng)商業(yè)火箭發(fā)射試驗(yàn)需求高速增長(zhǎng),呼喚著次數(shù)更多、頻率更高、成本更低的商業(yè)航天發(fā)射模式。
商業(yè)航天是新質(zhì)生產(chǎn)力最典型的代表之一,呈現(xiàn)出發(fā)展?jié)摿Υ?、市?chǎng)規(guī)模廣、增長(zhǎng)速度快的特點(diǎn),具有良好廣闊的發(fā)展機(jī)遇。在鄢利清看來(lái),商業(yè)航天是我國(guó)從“航天大國(guó)”邁向“航天強(qiáng)國(guó)”的重要支撐。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)近年來(lái)商業(yè)發(fā)射任務(wù)次數(shù)大幅增長(zhǎng)。商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)在商業(yè)航天領(lǐng)域發(fā)揮至關(guān)重要的作用,高效的發(fā)射場(chǎng)不僅能提供穩(wěn)定可靠的發(fā)射服務(wù),還能通過(guò)優(yōu)化流程、降低成本,增強(qiáng)商業(yè)航天公司的競(jìng)爭(zhēng)力。
海南商發(fā)方面介紹,作為服務(wù)火箭公司的專門機(jī)構(gòu),海南商發(fā)與近20家中國(guó)國(guó)內(nèi)火箭及其供應(yīng)鏈公司保持緊密合作關(guān)系。在地面設(shè)施設(shè)備匹配、新型號(hào)研發(fā)、未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)等方面,海南商發(fā)與商業(yè)航天公司持續(xù)溝通。
有行業(yè)分析師認(rèn)為,海南商發(fā)投入使用和“GW星座”“G60星鏈”加快部署進(jìn)度,將使得2024年成為中國(guó)低軌衛(wèi)星密集發(fā)射元年,隨著供需兩端不斷成熟,國(guó)內(nèi)低軌通信衛(wèi)星的發(fā)射量有望在近兩年迎來(lái)爆發(fā)。
鄢利清告訴記者,目前海南商發(fā)的發(fā)射任務(wù)已經(jīng)排到了2026年,“商業(yè)發(fā)射需求大,海南商發(fā)還沒(méi)建成的時(shí)候,就有很多企業(yè)排著隊(duì)來(lái)發(fā)射。我們的發(fā)射能力需要追上日益增長(zhǎng)的衛(wèi)星發(fā)射需求”。
4 能力拓展 一箭通用
新的航天發(fā)射場(chǎng)首次發(fā)射便是新的火箭型號(hào)。此次發(fā)射的長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭由上海航天八院研制,2024年7月,長(zhǎng)征十二號(hào)火箭就在海南商發(fā)的二號(hào)發(fā)射工位完成起豎,這是發(fā)射場(chǎng)具備執(zhí)行發(fā)射能力后的首枚進(jìn)場(chǎng)火箭。11月26日上午,長(zhǎng)征十二號(hào)火箭成功從海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)技術(shù)區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)。
長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭通常為3.35米直徑,固體運(yùn)載火箭則更為“纖細(xì)”,直徑普遍在3米以下。上海航天八院研制的長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭另辟蹊徑,首創(chuàng)了3.8米箭體直徑。
長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭總體主任設(shè)計(jì)師曾文花介紹,這是根據(jù)中國(guó)新一代主力液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)YF-100系列的改進(jìn)研制情況和我國(guó)鐵路運(yùn)輸能力最大包絡(luò)邊界約束情況,經(jīng)過(guò)反復(fù)論證研究試驗(yàn)的結(jié)果,既能通過(guò)鐵路運(yùn)輸至中國(guó)各發(fā)射場(chǎng),又可以實(shí)現(xiàn)箭體直徑與發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量的最佳適配,實(shí)現(xiàn)能力拓展和一箭通用,并為未來(lái)重復(fù)使用火箭奠定基礎(chǔ)。
上海航天八院專家表示,長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭繼承現(xiàn)役長(zhǎng)征系列火箭高效的單芯級(jí)串聯(lián)構(gòu)型,簡(jiǎn)單、可靠、任務(wù)通用性好,提高了太陽(yáng)同步軌道入軌能力和低軌多星座組網(wǎng)能力,進(jìn)一步完善和拓寬了我國(guó)新一代運(yùn)載火箭的型譜,助力我國(guó)航天運(yùn)輸體系的高質(zhì)量發(fā)展,將單芯級(jí)液體火箭運(yùn)載能力和大整流罩包絡(luò)提升了一個(gè)新臺(tái)階。
南方日?qǐng)?bào)記者 張笛揚(yáng) 王詩(shī)堃 見(jiàn)習(xí)記者 黃倩
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