“我們就像一家快遞公司,把衛星等‘乘客’從地面送到太空?！毙呛觿恿净鸺圃觳扛辈块L屈旋向記者生動解釋了公司的主要業務。

11月9日,皖江江南新興產業集中區安徽星河動力裝備科技有限公司(以下簡稱“星河動力”)總裝車間內,一個直徑3米多、全長50米火箭橫臥其間。一名身穿深藍色制服的裝配人員,正站在梯子上準備通過人孔進入火箭貯箱內部。另一名裝配人員則正為火箭鋪設電纜。

近日,安徽省發展改革委印發《安徽省推動空天信息產業高質量發展行動方案》,聚焦低空經濟、商業航天、衛星應用、深空探測4個方向,開展空天信息創新引領、商業航天建鏈集聚等6大行動,實施“衛星+”應用等4大工程,構建創新驅動、應用牽引、全鏈條并進的空天信息產業體系。

從皖南池州到皖北蚌埠,一批商業航天公司正在加速落地,可以預見,在不遠的將來,將有多款安徽造火箭飛向太空。

火箭燃料放在哪?

“我們已經進行了封箱,最中間的位置叫做人孔?！?/p>

11月9日上午,元新聞記者跟隨2024年“高質量發展調研行”安徽主題采訪團來到皖江江南新興產業集中區的安徽星河動力裝備科技有限公司。

在總裝車間內,星河動力公司火箭制造部副部長屈旋指著火箭中的某個艙段說道,人孔的作用就是,方便人鉆進箱內進行相關儀器設備的安裝?；鸺目傃b主要包括主箱封裝;箱間段、級間段的裝配等工序?！耙b一些儀器設備和火工品”。

“現在各位看到的是火箭的二子級煤油箱,這作為火箭發動機的燃料?！痹谠囓嚂r,火箭發動機的燃料會加注到二子級煤油箱內,而二子級氧箱中的液氧將通過增壓輸送系統在這里形成閉環。

此后,屈旋又指著另一個艙段說,這是“智神星一號”的一子級火箭發動機氧箱,液氧作為一種火箭發動機助燃劑,需要在零下183攝氏度條件下貯存。

元新聞記者在現場獲悉,未來,還有一個部件會出現在二子級煤油倉末端。這就是由星河動力自主研制的“蒼穹”50噸級液氧/煤油發動機真空型。它具備多次起動和深度變推能力,是“智神星一號”商業運載火箭的主要動力。而火箭的一子級段則采用7臺“蒼穹”液氧/煤油發動機。

火箭如何分離?

“智神星一號”液體運載火箭為兩級運載火箭,由整流罩、液氧箱、煤油箱、箱間段、級間段、過渡段、尾段等12個艙段組成,可選配智神星二號上面級。當“智神星一號”發射約130秒后,一、二級火箭將正式分離。

火箭分離只是把下一級丟掉?沒這么簡單。

11月10日,元新聞記者再次致電星河動力火箭制造部副部長屈旋了解到,火箭級間一般用爆炸螺栓或切割索進行分離。這兩種火工品的作用都是斷開火箭各級之間的物理連接。分開后,采用彈簧、固體火箭等提供分離沖量,保證火箭安全分離。

從時序上區分,級間分離的方式也有兩種,即熱分離、冷分離。熱分離就是在第一級火箭還沒有分離之前,就率先啟動第二級火箭,等第二級火箭發動機點火后,再將第一級火箭分離,這樣一來,對二級火箭飛行的控制有利,但對火箭結構以及電氣設備的要求會高一些。

而冷分離方式,是在一級火箭分離后,二級火箭的發動機再進行點火?！啊巧裥且惶枴捎玫木褪抢浞蛛x方式?！鼻f道。

“非火工品的分離也是我們公司現在研制的一個方向?！鼻Q,非火工品分離有三點好處,分別是低沖擊、高可靠、成本較低,作為商業火箭公司,成本和質量的可靠性是關鍵?！盎鸸ぎa品需要進行點火、電氣設備的連接,成本較高,制造周期和交付周期較長?！?/p>

火工品是裝有火藥或炸藥,受外界刺激后產生燃燒或爆炸,以引燃火藥、引爆炸藥或做機械功的一次性使用的元器件和裝置的總稱。

姿態如何控制?

在“軌姿控裝配間”,裝配人員正在為軌姿控動力系統貼上鍍鋁薄膜,用于熱防護。記者注意到,其中一臺軌姿控動力系統已經裝上了氣瓶。

星河動力動力制造部副部長黃闊表示,上面級軌姿控動力系統是火箭的末端系統,主要用于在太空中控制軌道和姿態,包含氣瓶、儲箱、2500N軌道控制發動機、50N姿態控制發動機等部件?！拔覀儾扇〉氖菙D壓式推進,氣瓶里裝的是氦氣,旁邊有4個儲箱(尚未安裝),通過氦氣擠壓儲箱,實現兩種液體的推進?！秉S闊說,如果偏離軌道,我們將實施控制,打開某側電磁閥,控制姿態?！捌蚰膫€位置就調整哪側的閥門,就像汽車方向盤一樣?！?/p>

“這是衛星進入軌道前的最后一個推進器?！秉S闊介紹,當火箭一二級先后分離后,它會在太空中繼續飛行。當到達預定軌道后,搭載在上面的衛星將會從該系上的搭載平面脫離、展開,至此,火箭就完成了自己的使命。

液體火箭有哪些優點?

“公司之前發射的都是‘谷神星’固體運載火箭,它以搭載近地軌道小衛星為主,雖然機動靈活,但運載能力只有400公斤?？紤]到商業衛星發射需求日益增長,公司又自主研發了‘智神星一號’液體運載火箭?！毙呛觿恿恿χ圃觳坎块L邢柏強介紹,池州當地主要生產“智神星一號”液體燃料火箭,“智神星一號”液體運載火箭的運載能力達到5噸,可同時搭載多顆衛星,將大幅度提升火箭的運載能力,為星網等項目提供有力支撐。

“池州這邊的產業基地除了生產智神星液體火箭之外,還生產液體火箭發動機、姿控動力系統、輔助動力系統等?！?/p>

相比固體燃料火箭,液體燃料火箭有哪些優點?

邢柏強表示,對于固體運載火箭來說,有個致命的弱點是目前沒有任何一種材料能夠長時間持續抗住發動機3000多攝氏度的高溫,而液體火箭上有降溫措施,包括再生冷卻等;此外,固體運載火箭的運載能力不強,而把更重的設備運輸到太空,就得需要液體火箭,“雖然液體火箭前期準備時間長,但是運送設備到太空的重量更大?！?/p>

商業火箭為何青睞池州?

《中國航天科技活動藍皮書(2023年)》披露的數據顯示,去年我國實施26次商業航天發射,其中安徽星河動力裝備科技有限公司成功發射7次。今年上半年,星河動力的谷神星一號已將12 顆衛星與愛神星留軌試驗平臺送入相應軌道?！澳壳拔覀円呀洺晒ν瓿闪?4次商業發射?！毙习貜娬f道。

“谷神星二號正在研制,預計2025年第二季度進行首飛?！?/p>

2020年9月,星河動力液體火箭產業化項目落戶江南新興產業集中區。通過重點聚焦商業航天領域,目前,集中區已簽約落戶商業航天項目4個,總投資過百億,正在對接的商業航天相關龍頭企業超過20家。

商業航天企業緣何青睞池州?交通區位、南方產業基礎優勢是原因之一?！盎鸺圃焱瓿珊?需要按艙體分拆運往外地的發射場,這就對公路的通達便捷性有較高要求?！毙习貜姳硎?池州毗鄰長江,也具備航運條件。他說,南方的生產加工企業較多,對于航天產業鏈條能夠提供一定的支持?！拔覀冎饕深^,分別是總裝和總測,我們不生產零件,零件主要依靠其他企業?！?/p>

記者了解到,作為安徽首批設立的18個省際產業合作園區之一,皖江江南新興產業集中區具備明顯交通區位:坐擁14.5公里長江航道,以及國家一類開放口岸池州港;接通了寧安、京福高鐵、京九鐵路以及滬渝高速、京臺高速、318國道……

“我們還是為數不多在域內坐落著機場的集中區,開通了北京、上海、廣州等近20條航線?！奔袇^管委會黨工委委員胡小藝說道。

“制造企業在產業鏈的互補性也是一個優勢?！奔袇^招商五局局長賀一楠介紹,在運載火箭結構與零部件中,鋁及鋁合金凈質量占到火箭結構總凈質的八成以上,而集中區有30余家鋁以及鋁基復合材料生產企業可與之匹配。此外,安徽的半導體產業、人工智能與新型顯示設備也能為商業航天制造企業提供電子元器件配套。

安徽還有哪些商業航天項目?

“政策的支持也是我們落戶池州的原因之一?！毙习貜姼嬖V元新聞記者。

元新聞記者檢索發現,近年來,全國多個省市出臺40余項商業航天相關產業政策。

2024年《政府工作報告》提出:大力推進現代化產業體系建設,加快發展新質生產力,積極培育新興產業和未來產業,積極打造生物制造、商業航天、低空經濟等新增長引擎。作為新增長引擎之一,“商業航天”首次被寫入政府工作報告。

近日,安徽省發展改革委印發《安徽省推動空天信息產業高質量發展行動方案》(以下簡稱《行動方案》),推動以低空經濟、商業航天、衛星應用和深空探測為主要內涵的空天信息產業高質量發展。

《行動方案》指出,2023年,安徽省空天信息產業規模近700億元,規模以上企業164家,到2027年,安徽省空天信息產業規模力爭達到1000億元,規模以上企業達到300家左右。

《行動方案》披露,其主要任務包括,商業航天建鏈集聚行動中,提升運載火箭及發動機研制能力,推進衛星及載荷智能制造,夯實衛星應用基礎設施,提升商業航天配套能力,建設空天信息產業園區;打造合肥空天信息產業園,有序建設蚌埠商業航天產業園、蕪湖長三角空間信息產業園、池州商業航天智能制造產業園、淮南衛星測控管運基地、安慶商業航天產業集群;遴選建設省級空天信息產業先導區,爭創國家空天信息產業先導區。

在安徽蚌埠,一批商業航天公司已經落地。

2024年6月23日,酒泉東風發射場,我國首次10km級別飛行-回收試驗取得圓滿成功。這次試驗所使用的三臺龍云液氧甲烷發動機,正是由落戶蚌埠的安徽九州云箭航天技術有限公司制造。

10月24日,中國商業航天企業——深藍航天推出2027年載人飛船首次亞軌道載人旅行飛船船票的預售活動,活動開始后30分鐘內,兩張價值100萬元的太空旅行船票即售罄。

深藍航天相關負責人當日接受包括元新聞在內的記者采訪時表示,未來執行該亞軌道飛行任務的深藍航天可回收火箭“星云一號”將在安徽省蚌埠市生產?！鞍霾簩⒊袚鸺馁A箱、火箭發動機等關鍵零部件的生產任務?！?/p>

元新聞記者從蚌埠市禹會區獲悉,2023年8月8日,中國·蚌埠商業航天產業園正式開工建設,一期建設占地648畝。按照“1+4+N”的產業空間布局,即建設1個商業航天科技創新中心,4個基地即火箭發動機生產基地、商業航天電子零配件基地、可回收商業航天飛行器總裝基地、新材料生產基地,N個商業航天產業融合平臺和應用場景。在此前舉辦的發布會上,禹會區已與九州云箭、凌空天行、星河動力、深藍航天等項目進行了簽約,涵蓋了火箭發動機、火箭零部件、新材料、火箭箭體制造及總裝等產業領域。

市場規模有多大?

“國家隊是更深遠太空的探測,商業公司主要聚焦在近地軌道的探測,主要包括通信類、資源勘探、高清拍攝等用途?！毙习貜姳硎?如今商業火箭的需求量日益增多。

2014年出臺的《關于創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》,首次提出鼓勵民間資本參與國家民用空間基礎設施建設。

2015年7月,我國核準的第一個民用商業遙感衛星“北京二號”在印度發射。同年,國家發改委、財政部等部門印發《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015-2025年)》提出,支持和引導社會資本參與國家民用空間基礎設施建設和應用開發。

這一年被稱為商業火箭的元年。

此后,深藍航天、藍箭航天、星河動力、零壹空間等商業火箭公司,九天微星、天儀研究院等商業衛星公司陸續涌現。

在2024年中國航天大會商業航天產業國際論壇上,國家航天局相關負責人表示:作為新質生產力的典范,我國商業航天全產業鏈正開足馬力駛向“快車道”。

“火箭就像‘快遞’,是運輸工具。從短期和中期看,往太空送快遞最核心的市場無疑是大規模的星座組網?！倍芍貜褪褂没鸺夹g則被認為是降低航天發射成本、提升發射頻率的關鍵。

今年8月,上海垣信衛星科技有限公司主導的千帆星座計劃首批衛星已順利入軌,正式拉開中國版“星鏈”建設的序幕。按照公開披露的信息,千帆星座計劃將在2030年底前發射超過1萬顆衛星用于組網,但現階段我國一次性火箭較高的發射成本,可能成為該計劃的巨大障礙。

據經濟觀察報報道,“按照現階段國內每公斤8萬元到12萬元的發射成本,完成上萬顆衛星組網計劃需要花費的資金是一個‘天文數字’,如果不盡快在可重復使用運載火箭技術上取得突破,高密度低軌衛星組網的建設速度會被大大拖慢?！甭殬I投資人稱。

在這個背景下,元新聞記者發現,火箭企業主要分為兩類路線。一類企業如深藍航天,從創立之初便“死磕”可垂直回收火箭技術。另一類企業則像星河動力、北京星際榮耀空間科技股份有限公司,兼顧一次性固體火箭與可回收液體火箭兩條技術路線。

北京星河動力戰略與公共關系高級總監孟憲博接受媒體采訪時曾表示,可垂直回收火箭是目前經過實踐驗證、切實可行的中大型火箭太空運輸降本方案。他認為,液體火箭的主要成本集中在發動機,通過火箭一子級的垂直回收,可實現發動機的復用,大幅降低火箭發射成本,從而降低中國衛星互聯網建設的整體成本?！霸撔头桨赣绕溥m用于我國在建的星網工程、千帆星座等大型星座組網建設,也是目前各家商業火箭企業的重點研發方向?！泵蠎棽┱f。

早在1962年,錢學森就在《星際航行概論》中明確提出了“回收運載火箭”的設想。他在書中寫道,在星際航行的初始試驗階段,運載火箭的飛行次數比較少,對于未來頻繁的發射來說,一次性的運載火箭就是浪費,所以我們應該想辦法把空的運載火箭收回來。

可重復使用運載器是相對于“一次性運載火箭”而言的概念,指運載器從地面起飛完成預定發射任務后,全部或部分返回并安全著陸,經過檢修維護與燃料加注,可再次執行發射任務。

根據中商產業研究院的數據顯示,中國商業航天市場規模自2015年以來保持高速增長,2019-2023年年均增長率保持在20%以上,預計2024年商業航天市場規模將達到2.34萬億元。此外,泰伯智庫預測,2023-2028年,商業航天產業將進入發展黃金期,2025年僅中國市場規模就將達到2.8萬億元。

（元新聞記者 常誠）