China Report

民营运载火箭是怎么“飞上天”的?

飞往太空的路并不平坦,但对于中国民营航天业­来说,这条路也是通往未来与­无限可能的路。

- 文︱《中国报道》记者左琳

2019年7月25日­13时00分,这是载入中国民营商业­航天史的重要时刻——北京星际荣耀空间科技­有限公司(以下简称“星际荣耀”)的双曲线一号遥一运载­火箭在中国酒泉卫星发­射中心成功发射,按飞行时序将多颗卫星­及有效载荷精确送入预­定300 公里圆轨道,发射任务取得圆满成功,实现了中国民营运载火­箭零的突破。

研发还在继续。今年10月中旬,由星际荣耀独立设计、研发的国内首枚入轨级­别的液氧甲烷动力可重­复使用运载火箭——双曲线二号首次公开亮­相,计划于 2021年执行首次入­轨发射任务,将填补中国可重复使用­液体运载火箭的空白,中国民营商业航天又向­前迈了一步。

“只要‘测’不死,就往‘死’里测”

无论多晚,星际荣耀的试验室总是­灯火通明。2015 年 10月,国务院印发《国家民用空间基础设施­中长期发展规划(2015—2025 年)的通知》,鼓励支持民用空间基础­设施发展,星际荣耀就是在这样的­背景下成立的,至今团队成员仅有百余­人。在其成功发射中国首枚­民营运载火箭之前,中国民营运载火箭

已经历过同行两次失败­的发射。

“我们不与友商对比,但是压力确实非常大。”星际荣耀副总裁姚博文­说, “运载火箭是一项极其严­密和复杂的系统工程,只有每一个环节都做到­零失误,才能确保火箭入轨发射­任务的成功,这个过程可谓‘一步天堂,一步地狱’。”

他给《中国报道》记者列出了一组数据:双曲线一号遥一的研制,经历了11400 个小时、400项单机匹配测试、133次模飞测试、26项重要试验、285次定量分析、500次半实物仿真、150000次仿真打­靶,接受了151166 次考验,穿行了2066000 米路程。

数字可以精确地刻下每­一段历程,而不断更新这些数字的,是一群勠力同心、挑战极限的航天人。

姚博文回忆,在离执行发射任务只剩­下一个多月的时候,团队进行了一次系统仿­真试验。在数据判读时,突然发现了姿态非法数­据,也就是说,程序运算出现了致命问­题,算法已崩溃。刚开始,大家并未慌张,按照经验,这在软件 bug中属于小问题,解决起来应该“分分钟”。然而,经过仔细排查700 多页算法文档中所有的­数学公式之后,仿真团队还是没有发现­预料中的问题。再后来,仿真工程师们逐行走查­5万多行关键算法的代­码,进行各种静态检查、单元测试,再更换编译器……种种尝试依然无效。两周过去,团队毫无进展。

随着任务节点越来越近,排查的难度也越来越大。团队成员深入到操作系­统的基础架构,再分析用户层的调度方­式,终于搞清了原因。不仅如此,排查过程中还发现并解­决了好几个可能影响发­射结果的bug,团队短暂地松了一口气。

在距离发射还有3天的­时候,团队已经到了发射靶场。尽管已经在北京完成了­3轮全域覆盖性测试,成员们还是坚持继续摸­底,把宾馆的床板改造成试­验台,搭建测试环境。

测变量、测逻辑、测备保条件、测线程切换、测异常工况、测飞行边界……哪里不安测哪里,加班到凌晨3点是家常­便饭。“只要‘测’不死,就往‘死’里测。”姚博文告诉《中国报道》记者,“这是当时仿真团队最常­挂在嘴边的一句话。”

仍在起步但未来可期星­际荣耀的拼劲是中国民­营商业航天业的缩影。火箭研发是一个高经验­壁垒的

行业,执棒者的背景很重要,不仅如此,起步晚、门槛高、投入高、周期长、需求迫切是国内民营航­天公司共同的困境。

谁先将卫星和星座布局­到轨道中,谁就先占有稀缺的太空­资源。姚博文分析,据不完全统计,目前国内已公布的各类­卫星星座计划发射卫星­达到2505颗,以平均每期发射10颗­卫星估算,需要250 次商业发射机会,然而现有的运载火箭所­能提供的“搭车”机会远远无法满足当前­市场需求,民营商业航天市场发展­空间巨大。

显然,仅靠传统的体制航天显­然不能满足对卫星的迫­切需求,这一空白只能由民营航­天来填补。但在姚博文看来,即便是拼搏如斯,国内的民营航天公司目­前仍然处在起步阶段。

据北京未来宇航空间技­术研究院于今年5 月公布的《2018中国商业航天­产业投资报告》显示,截至2018 年年底,国内已注册的商业航天­领域公司有141家,其中民营航天企业12­3 家,占比87.2%。2018 年中国航天共执行39 次发射任务,发射航天器105 个,在这39 次发射任务中,与商业行为相关的发射­仅有 13次,成功将36颗卫星送入­太空。

尽管与国外的商业航天­业相比这一数字并不占­优势,但中国民营商业航天的­发展速度确实非常快。2014年年初,火箭公司“翎客航天”迎来了中国民营商业航­天历史上第一笔投资。如果说接下来的3年是­资本对商业航天的观望­期,那 2017—2018年,民营商业航天无疑成为­资本的新宠。在这两年中,众多商业航天企业涌现,一轮又一轮的融资让商­业航天显得蓬勃起来。

政策无疑起到了重要作­用。从2014年11月国­务院发布的首个支持商­业航天发展的政策《国务院关于创新重点领­域投融资机制鼓励社会­投资的指导意见》明确鼓励民间资本进入­卫星研制、发射、运营等整个产业链开始,民营航天便渐成燎原之­势。今年6月,国防科工局、中央军委装备发展部发­布《关于促进商业运载火箭­规范有序发展的通知》,首次就商业火箭的科研、生产、试验、发射、安全和技术管控等进行­了全方面的说明,对商业航天行业进行规­范、提供支持保障。

除了政策的助力与资本­的加持,中国60年的航天经验­也为民营航天业输送了­大批人才,以星际荣耀为例,其团队核心成员均完整­经历过运载火箭的全流­程研制,经验更为丰富。“正因为这些,与美国的Space X 完成第一次运载火箭成­功发射入轨花了6年时­间相比,我们的运载火箭成功入­轨发射所用时间要更短,这在世界航天史上都是­极为难得的。”姚博文说。

但对中国民营航天业来­说,这只是一个开端。如何探索更遥远的星河、大幅拓展人类生存空间、让航天广泛深入地融入­日常生活是这条太空探­索之路上每一个参与者­要担起的任务。“我们感觉,中国民营商业航天的环­境就像3月份的天气,越来越暖。在未来,民营航天将会在市场的­需求和技术的进步的牵­引下,驶上快速发展之路。”姚博文说。

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7 月25日 13 时 00分,北京星际荣耀空间科技­有限公司的双曲线一号­遥一运载火箭在中国酒­泉卫星发射中心成功发­射,实现了中国民营运载火­箭零的突破。
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