科普之聲丨和三位航天青年聊聊力箭一號(hào)“一箭26星”背后的故事

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

6月7日，由中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所抓總、中科宇航公司參與研制的力箭一號(hào)遙二運(yùn)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(guó)商業(yè)火箭“一箭多星”最高紀(jì)錄。

力箭一號(hào)是我國(guó)目前最大的固體火箭。作為中國(guó)最大的固體運(yùn)載火箭，力箭一號(hào)吸引了眾多目光。力箭一號(hào)起飛重量135噸，起飛推力200噸，總長(zhǎng)30米，芯級(jí)直徑2.65米，500公里太陽(yáng)同步軌道運(yùn)載能力1500公斤，在運(yùn)載能力、入軌精度、設(shè)計(jì)可靠性、性?xún)r(jià)比等方面已經(jīng)邁入世界固體運(yùn)載火箭領(lǐng)域先進(jìn)行列。

該火箭在2022年7月27日首次飛行任務(wù)取得成功，突破了6項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)和13項(xiàng)國(guó)內(nèi)首次使用的技術(shù)，此次力箭一號(hào)遙二是該型號(hào)的第二次發(fā)射。

力箭一號(hào)火箭連續(xù)成功的背后有一群懷揣星辰大海夢(mèng)想的航天青年。對(duì)此，澎湃新聞與火箭團(tuán)隊(duì)的三位航天青年代表聊了聊力箭一號(hào)和“一箭26星”背后的故事。

馬玉海：力箭一號(hào)副總師（飛控方向）

戎旭政：力箭一號(hào)副總師（航電方向）

項(xiàng)澤斌：力箭一號(hào)主任設(shè)計(jì)師（總裝方向）

“一箭26星”如何實(shí)現(xiàn)？

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

馬玉海：“一箭26星”在航天領(lǐng)域?qū)儆凇耙患嘈恰卑l(fā)射，就是通過(guò)一次發(fā)射任務(wù)，將多顆衛(wèi)星送到預(yù)定的軌道。這次力箭一號(hào)火箭“一箭多星”發(fā)射的衛(wèi)星不是來(lái)自同一廠(chǎng)商生產(chǎn)設(shè)計(jì)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(duì)低一些。由于來(lái)自不同廠(chǎng)商，需要我們做一些定制化的工作，在結(jié)構(gòu)安裝布局、分離時(shí)序控制、力學(xué)環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容性等方面做相關(guān)工作，確保分離的安全性。

這次26顆衛(wèi)星是分四批進(jìn)行分離的，在分離過(guò)程中，火箭姿態(tài)會(huì)進(jìn)行調(diào)整，保證衛(wèi)星分離后相互之間不會(huì)發(fā)生碰撞。同時(shí)，我們的設(shè)計(jì)也留有了余量，確保能夠適應(yīng)一定偏差；形象地說(shuō)，就像停車(chē)的時(shí)候不能擦著邊停，這樣門(mén)就打不開(kāi)了，也做不了別的動(dòng)作。

“一箭多星”的優(yōu)勢(shì)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(dāng)下，經(jīng)濟(jì)性上更好，對(duì)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(mǎn)足高密度發(fā)射的任務(wù)需求，具備標(biāo)準(zhǔn)化的“拼車(chē)”模式也將成為未來(lái)商業(yè)航天的主流。

澎湃新聞：你是第一個(gè)知道飛行結(jié)果的人，兩次參加任務(wù)，感受會(huì)有不同嗎？

馬玉海：從崗位上講，我主要負(fù)責(zé)火箭飛行控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)和算法驗(yàn)證，對(duì)火箭發(fā)射后的飛行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在火箭飛行過(guò)程中會(huì)實(shí)時(shí)回傳各種數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)我們就能知道飛行的狀態(tài)，可以說(shuō)我們是最早知道飛行的結(jié)果的。由于我們地面做了大量的試驗(yàn)和仿真，對(duì)火箭的表現(xiàn)是有把握的，對(duì)火箭第二次發(fā)射比較從容，發(fā)射成功后也沒(méi)有特別的激動(dòng)，但首飛任務(wù)成功后比較激動(dòng)，畢竟獲得“開(kāi)門(mén)紅”，這對(duì)無(wú)論是對(duì)火箭還是對(duì)研制團(tuán)隊(duì)都是一個(gè)很大的激勵(lì)。

澎湃新聞：作為中國(guó)最大的固體運(yùn)載火箭，你認(rèn)為這款火箭的優(yōu)勢(shì)在什么地方？

馬玉海：力箭一號(hào)是一型四級(jí)固體運(yùn)載火箭，也是我們國(guó)家運(yùn)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(zhǎng)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(hào)在運(yùn)載能力、入軌精度、設(shè)計(jì)可靠性、性?xún)r(jià)比等方面已經(jīng)邁入世界固體運(yùn)載火箭領(lǐng)域先進(jìn)行列。

固體火箭的優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)備時(shí)間短和適于長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存等優(yōu)勢(shì)。力箭一號(hào)首飛載荷是0.8噸，這次提高到了1.1噸，后續(xù)，經(jīng)過(guò)多次飛行的經(jīng)驗(yàn)積累，力箭一號(hào)的運(yùn)載能力將逐步提高到最大。未來(lái)，我們還將嘗試更大整流罩的火箭發(fā)射并進(jìn)行海上發(fā)射試驗(yàn)，海上發(fā)射在安全性和經(jīng)濟(jì)性上有自己的優(yōu)勢(shì)。海上發(fā)射可以選擇飛行航線(xiàn)，讓火箭殘骸落在無(wú)人的海上；在經(jīng)濟(jì)上，火箭可選擇發(fā)射的方向和緯度，針對(duì)不同載荷的軌道要求，選擇最合適的地點(diǎn)進(jìn)行發(fā)射，有效節(jié)省燃料，降低成本。

相對(duì)于液體火箭，固體火箭的優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)備時(shí)間短和適于長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存等優(yōu)勢(shì)。像液體火箭發(fā)射前還要加注燃料，保障設(shè)施也更多，大一點(diǎn)的火箭還要建造專(zhuān)門(mén)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(dāng)然，固體火箭和液體火箭各有優(yōu)勢(shì)，不存在誰(shuí)取代誰(shuí)的問(wèn)題。

澎湃新聞：作為力箭一號(hào)火箭團(tuán)隊(duì)航天青年代表，參加中國(guó)最大固體運(yùn)載火箭力箭一號(hào)的核心研制工作有哪些成長(zhǎng)？

馬玉海：就我個(gè)人而言，通過(guò)力箭一號(hào)遙一和遙二火箭的研制，成長(zhǎng)還是比較多，比較快的，以往工作分工很細(xì)，現(xiàn)在則要承擔(dān)更多的工作，從型號(hào)立項(xiàng)到每一個(gè)指標(biāo)的確定，包括軟件的代碼、數(shù)據(jù)模型都是一手做起來(lái)的，參與感更多。

有了更多的信心

澎湃新聞：力箭一號(hào)運(yùn)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(cè)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(cè)量等的門(mén)類(lèi)劃分，提高整箭協(xié)同性和一體化設(shè)計(jì)水平，另一方面是敢于將諸如大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、以太網(wǎng)等一些新興的、商用化的技術(shù)用于構(gòu)建系統(tǒng)，拓展火箭使用通用技術(shù)的適應(yīng)性，降低火箭設(shè)計(jì)成本。

應(yīng)該說(shuō)容易的事是輪不到我們的，對(duì)于我們的力箭一號(hào)來(lái)說(shuō)，正是要經(jīng)歷多次飛行考核、驗(yàn)證能否提供可靠發(fā)射服務(wù)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(duì)地面測(cè)發(fā)控軟件作了32項(xiàng)技術(shù)優(yōu)化，同時(shí)面對(duì)遙二多星分離任務(wù)，做出了很多極限配置，這里面投入了大量的精力去設(shè)計(jì)、修改、分析計(jì)算和各類(lèi)試驗(yàn)驗(yàn)證，總之付出了很多努力。

澎湃新聞：作為團(tuán)隊(duì)的航天青年代表，參加中國(guó)最大固體運(yùn)載火箭力箭一號(hào)的核心研制工作中有哪些成長(zhǎng)？

戎旭政：最大成長(zhǎng)莫過(guò)于收獲信心，以前總是覺(jué)得美國(guó)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(hào)從無(wú)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(guó)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(lái)要趕上和超越它。

澎湃新聞：中國(guó)商業(yè)航天如果想要實(shí)現(xiàn)進(jìn)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(hào)持續(xù)成功創(chuàng)造了中國(guó)商業(yè)航天的新篇章，當(dāng)然商業(yè)航天歸根到底始終是國(guó)家航天力量的重要組成部分，未來(lái)國(guó)際航天領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)一定是有我們一席之地的，前提是吾輩當(dāng)自強(qiáng)，不斷地創(chuàng)新引領(lǐng)，研發(fā)出運(yùn)力更大、成本更低的運(yùn)載器，這樣才能不斷拓展我們國(guó)家的航天事業(yè)。

我覺(jué)得中國(guó)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(huà)我還是希望社會(huì)各界把商業(yè)航天看作是國(guó)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(duì)創(chuàng)新可能發(fā)生的失敗多予以包容，希望國(guó)家在鼓勵(lì)創(chuàng)新方面給予商業(yè)航天更多開(kāi)放性的政策。

力箭一號(hào)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(hào)遙二運(yùn)載火箭是南沙工廠(chǎng)首批總裝完成的火箭之一，南沙工廠(chǎng)有哪些特別之處？

項(xiàng)澤斌：力箭一號(hào)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(cè)試，而且箭上設(shè)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(kāi)展系列化固體、液體運(yùn)載火箭的生產(chǎn)、試驗(yàn)、總裝及測(cè)試工作。

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

項(xiàng)澤斌：這個(gè)產(chǎn)業(yè)化基地具備最大年產(chǎn)30發(fā)火箭的能力，因?yàn)槲覀儾捎昧讼冗M(jìn)的生產(chǎn)組織模式。例如，運(yùn)載火箭的總裝、測(cè)試、量產(chǎn)工作采用脈動(dòng)式生產(chǎn)模式。脈動(dòng)式生產(chǎn)模式下的各工位按照生產(chǎn)節(jié)拍獨(dú)立工作，通過(guò)產(chǎn)品在不同工位的脈動(dòng)，降低生產(chǎn)資源保障與管理難度。相對(duì)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(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，降低對(duì)技能人員的技術(shù)全面性要求；相似工序的集中作業(yè)，便于引入自動(dòng)化、智能化的設(shè)施設(shè)備。

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

項(xiàng)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(duì)較多，在廣州相關(guān)的技能人員數(shù)量很少，因此，我們?cè)谀仙钞a(chǎn)業(yè)化基地的技能人才都要自己培養(yǎng)，也就是人才隊(duì)伍建設(shè)，這是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。由于中科宇航產(chǎn)業(yè)化基地是一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)基地，新火箭、新技術(shù)、新設(shè)備，再加上新團(tuán)隊(duì)，一些團(tuán)隊(duì)人員之前甚至完全沒(méi)有接觸過(guò)火箭，各種“新”集合在一塊，這對(duì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，需要克服工作過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題。力箭一號(hào)遙二運(yùn)載火箭的成功發(fā)射也意味著團(tuán)隊(duì)克服了種種困難和挑戰(zhàn)，證明了團(tuán)隊(duì)的能力。

讓我印象比較深刻的是力箭一號(hào)遙二是全國(guó)運(yùn)輸距離最長(zhǎng)的火箭，從廣州出發(fā)到酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，公路運(yùn)輸全程約3200公里，里程遠(yuǎn)、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(guó)最大的固體火箭，這都對(duì)火箭的運(yùn)輸帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。我們?cè)诔霭l(fā)前對(duì)火箭運(yùn)輸力學(xué)環(huán)境控制、裝車(chē)固定方式、防雨防潮措施等都做了大量準(zhǔn)備工作，最終保證了火箭安全地抵達(dá)了酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。

本文來(lái)自澎湃新聞