倒影丨我在海上发射火箭

2024-01-23 21:35 大众报业·半岛新闻阅读 (4212022) 扫描到手机

半岛全媒体首席记者  高芳(受访者供图)

蔚蓝又广阔的大海将海阳万米金滩拥入怀里,伸向海面的东方航天港恢复了宁静。

镜头回望十几天前,1月11日,山东海阳附近的海域围满了前来观礼的人群,长枪短炮的摄像机镜头对准海面,期待着激动人心的画面。伴随着如凤凰展翅般的烟雾团,一枚敦实的运载火箭引力一号从黄海一艘船的甲板上腾空冲向云霄,出色地完成了“飞天”任务,将3颗卫星送入太空。

这支全球运力最大固体运载火箭、我国运力最大民营商业运载火箭,就是在东方航天港总装完成的。近日,记者走进火箭总装厂房,探访一群制造火箭的航天人,听他们讲述宏大航天梦背后、真实而生动的故事。

三年磨一箭

1月16日上午,高大又空旷的东方空间总装厂房里,火箭装配工程师们正在进行有序地撤场工作。

一枚试飞火箭的箭头部位竖立在地面上,箭体一面贴有鲜红的五星红旗,一面贴有“海澜之家”的广告字样。厂房房顶吊装的吊车垂直落在火箭旁边,厂房一旁码放的集装箱上喷涂着“东方空间”的字样。引力一号火箭的制造者便是这家火箭创业公司——东方空间,它成立于2020年,主营业务太空运输,是一家运载火箭和新型空天运输工具设计制造服务公司。

“刚刚升空的引力一号火箭便是在这里组装完成的,你现在看到的厂房地面,当时铺满了零部件,从厂房这头一直排到另一头。” 总装综合经理吴昊笑着对记者说。

环顾总装厂房四周,墙面上挂满了红色的字幅——“团结协作、上下齐心、确保质量、确保成功”“格外精心、格外细心、格外小心”“一切为首飞,决战保成功”,从这些字幅里可以感受到火箭总装阶段的紧张氛围。

火箭部件运送到总装厂房。

“这次出差到海阳,已经半年多没回家了。”一位六十多岁的总装老工程师笑着说。2023年7月份,“引力一号”遥一火箭总装任务在海阳东方航天港正式启航。从零部件陆续被搬进总装厂房,到最后组装完成火箭,就像一个无比严谨的“拼积木”过程,无数细小的零件组成了一个“大块头”。

“晚上经常干到凌晨二三点,第二天早上七八点再过来工作。” 火箭总装综合经理吴昊回忆这半年是无数个“白+黑”的赶工日。“火箭升空的瞬间,我们很多同事都哭了。”总装部门副主任张尔忠动情地说。

“这支火箭从开始研制到发射仅用了三年,算得上是‘火箭速度’了。” 吴昊自豪地说,目前一战成名的火箭已经接到包括长光卫星在内的大量订单。

参与火箭发射的航天人员(从左到右):姜俊杰、吴昊、张尔东、尚玉、张瀚文。

海上发射,“大块头”如何登船

“引力号火箭目前计划在2024年再发射两次,我们正在做今年的准备工作。”总装厂房里,火箭装配工程师张瀚文正在将散落的部件归类整理。

这个95后年纪的腼腆大男孩是山东海阳人,中国石油大学机电专业毕业后,进入海阳核电站工作。2023年3月份看到一则招聘启事后,他毫不犹豫地报名了,“有哪个男孩看到火箭不激动呢。”

“面试是非常严格的,”第一次接触火箭行业的张瀚文,对一切都感到新鲜。在经历层层面试时,他也了解到这是一个年轻人聚集的行业。

“给我面试的CEO都是80后、90后,当时我脑袋里就浮现出大大的‘感叹号’。” 张瀚文回忆说。

从百度百科里可以了解到,这家起步于2020年的、年轻的火箭“大厂”,关于CEO的一些资料介绍。布向伟,东方空间的联合创始人、联席CEO,引力一号总设计师兼总指挥,曾是长征十一号火箭的结构总设计师,80后年纪的他已头顶“航天领域专家人才”的光环。第二位创始人姚颂就更加年轻了,毕业于清华大学电子工程系,主攻AI芯片研究的,是一名90后。

由于航天工作自带硬核科技的神秘感,又具有大国重器的磅礴气势,大部分人对航天工作人员印象是严肃而老成的,“其实我们这一代航天人不太一样。”张瀚文笑着说,年轻化是新一代航天人的显著特征。

火箭登船演练现场

“每一步都有老师傅带着我们操作,从他们身上学到很多课本学不到的东西。”张瀚文所在的总装部门是一支老带新的队伍,一些工作了三四十年的老航天人是队伍的“定盘星”。

“我感觉最难的环节是把火箭搬上船。”这一技术难点让张瀚文印象尤其深刻。“火箭在垂直厂房里完成最后的组装,是带着固体燃料的,这就相当于是一颗超级炸弹,而它登船时要面对的可是摇晃不定的海面。”

“第一次进行登船演练时,我整个人紧张得连大气都不敢喘。”2023年12月份,“引力一号”火箭总装基本完工,火箭整装待发,正式开启发射前的箭船合练环节。

火箭登船演练现场

箭船合练是一次“真刀真枪”的实操现场。垂直总装厂房的门打开的瞬间,火箭便亮出了它银光闪闪的威严。

箭船合练中的船,指的是发射使用的“东方航天港”号发射船,它是国内首条专用发射船,该船排水量22000吨,采用全电推进并且配备自动定位维持系统,可以在海浪冲击的情况下依靠船体侧面的螺旋桨推进实现稳定。火箭发射平台首次应用轴线运输车托起发射平台移动的模式,相当于为火箭配备了“精密的轿子”。

按照正式发射流程,火箭总装团队进行了垂直转载、登船、海绑固定、发射流程合练、解绑、下船、转载返厂等全流程演练。“演练完一遍流程后,我们心里逐渐有了底。”

“穿着保温层的火箭

1月11日发射当天,张瀚文负责的工作是给火箭套保温层。在发射期间,海阳海域温度达到零下5℃,考虑到低温会对固体燃料产生影响,可能损害其力学特性等,“引力一号”被厚厚的保温层所覆盖。

“你可以把这道工序,理解为给火箭穿上羽绒服。” 张瀚文形象地比喻道。

“在垂直厂房里先给保温层充气,使其中间形成约1米宽的气壁,然后用吊车把保温层吊到高空,从火箭上面套下来。”保温层上有编织的工艺绳,类似于封面粉的袋子封口。火箭发射前2小时,张瀚文和同事们蹲在在火箭底端,每人操作一根绳子,听见命令后开始拽动手里的绳子,工艺绳会自下而上拆解开来。

东方空间火箭装配工程师张瀚文

“火箭发射前,火箭总装部门是最后撤离的一批人,我们坐救援船撤到2.5公里的海域外。”第一次看火箭发射,张瀚文紧张得都能听到自己的心跳。“海上没有信号,也不知道它的准确发射时间,只知道是下午一点半发射,我们就站在救援船的甲板上,那样远远地看着它。”

耸立在蓝天与大海之间,那支亲手参与制造的火箭静静地直指苍穹。顾不上寒冷的海风像刀子一样划过脸庞,站在甲板上的工程师们心里都燃着一把火。

一声巨响,大地震颤,火箭拖着明亮的尾焰从烟雾中腾空而起,划破云层,向宇宙进发,在天空中描绘出一幅凤舞九天图。

“第一次看火箭发射,我也不知道怎样算是成功,只听到身边的老师傅们说:‘起飞得真稳。’”紧张到茫然的张瀚文,直到听到甲板上响起热烈的欢呼声,才回过神来。

“成功了,太好了!” 张瀚文大喊道。

发射前的火箭

助推器安装,机会只有一次

与张瀚文一批入职的95后火箭装配工程师还有姜俊杰,他俩都是海阳老乡。不同的是张瀚文初入火箭行业,姜俊杰已是十年“工龄”的资深航天人。

今年28岁的姜俊杰毕业于烟台工程技术学院,18岁毕业后便进入山东航天电子技术所工作,这家单位下属于航天五院,姜俊杰之前的工作多是围绕卫星展开。

我国增强进入太空的能力,不仅需要运载能力更大的火箭,还需要增加火箭的发射频次,实现总运量规模的显著提升。近年来,民营商业火箭形成 “百家争鸣”的发展态势,成为航天行业的生力军。

这一发展机遇也吸引了众多年轻人投身奋斗大潮。从事业单位到火箭“大厂”,姜俊杰当初选择来应聘是受了朋友的影响,“朋友先过来工作的,然后喊我说:一起来造把火箭吧。我们都觉得从头到尾参与一支火箭的制造,是非常酷的一件事,也是我们的梦想。” 姜俊杰笑着说。

引力一号火箭总装厂房

“对我来说,最有挑战的工作是给火箭安装助推器。”姜俊杰眼里的这一环节,不但要面对又高又重的助推器,而且安装工艺也十分严谨。

“加了助推器的火箭会比一般‘瘦高型’火箭显得胖一些,有时候我们也叫它小胖子。”姜俊杰开玩笑地说。“芯级+助推”的捆绑构型设计,使“引力-1号”实现了更低的重心和更大的支撑跨度,“底盘”更稳,能够更好地适应海上发射时发射船舶的晃动场景。

“助推器的安装是在垂直厂房里进行的,”姜俊杰回忆四个“大家伙”安装的过程,“助推要捆绑到立起来的芯一级箭体上,对接到位是最难的。”

为了实现大运力和海陆兼顾发射,引力一号采用了捆绑四台助推器的“三级半”全固体捆绑构型,是全球首个捆绑式民商火箭,是全球首创的全固体捆绑式火箭。火箭呈三级半构型,助推级由4台固体发动机集束捆绑,单台高度为10余米,直径为2.65米,推力高达155吨,将为火箭起飞提供600吨的推力,使火箭能在保持30米高度的情况下,运载能力达到中型火箭水平,引力-1号近地轨道运载能力可实现高达6.5吨。

火箭发射前,助推分离试验现场。

这样“大块头”的助推器由吊车吊装,“它的受力是不稳定的,我们装配时需要爬上40米高的高空作业。安装时不能正对卡口,需要找到一个合适的位置,这全凭经验和技巧。”

助推器捆绑到火箭上是一次性完成的,如果安装不到位会造成很大的质量问题。换句话说,留给大家的容错率几乎为0,一旦出现纰漏几乎没有回旋的余地。

“师傅们带领我们好几个人相互配合,安装一个助推器就花费了大半天的时间。”第一次安装助推器的姜俊杰大气不敢喘,手心里全是汗。

蒋俊杰提到的师傅,其中一位是总装部门副主任张尔忠,他在航天领域已经工作三十多年,“火箭安装工序里很多环节都是要一次性完成的,比如有些螺丝、螺母一旦拆解开,再返工会产生一些铁屑,掉落到一些精密零部件缝隙后,有时候会造成故障。” 张尔忠一丝不苟地强调着要点,“火箭装配工作要一次做好,一次做对。”

“师傅还说起自己有个职业病,每晚睡前都会复盘一天的工作,有时候想起来哪个环节做得不完善,就会马上打开床头灯,记录下来。”老一辈航天人敬业的精神,让姜俊杰敬佩不已。航天属于高科技领域,需要不断做探索——这代表着不是所有问题都有答案,需要从业者拿时间换效果,因此加班、熬夜、通宵是常态。

特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献。——“他们用实际行动践行着航天精神。” 姜俊杰透露自己现在也养成了晚上睡前复盘的习惯,对第二天任务可能产生的问题、需要的物资进行提前规划,“都要在脑子里再过一遍。”

1月11日引力一号火箭发射当天,有工作经验的姜俊杰被安排在指控大厅做航电保障工作。“10、9、8、……3、2、1,点火!”耳边是清晰的点火指令,姜俊杰紧张的情绪达到顶点,“方舱里没有人说话,雅雀无声。”

“以前我也在现场看过很多次火箭发射,但是自己全程参与的火箭要升空,心情还是不一样的,特别复杂,就像自己家的孩子要亮相汇报演出一样。”点火成功之后,姜俊杰负责的工作就完成了,“我马上跑出去,去看火箭起飞,助推分离还是很关键的,当时看到这一环节成功后,我们悬着的心都落地了,拥抱着都欢呼起来。”

“那一刻觉得所有的付出都是值得的。” 姜俊杰工作的东方航天港离海阳的家不过10公里,但是半年时间里,他回家的次数屈指可数。

年轻一代,热衷投身航天梦

“每个人都为这艘火箭倾尽所有的努力。”今年24岁的火箭装配工程师尚玉感叹地说。

尚玉是北京人,毕业于北京信息职业技术学院,2022年初加入东方空间,比张瀚文、姜俊杰更早入职。“从西安基地到海阳基地,几乎一直在外地出差,火箭在哪儿,我就在哪儿。”尚玉开玩笑地说。

尚玉曾经在航天一院工作两年,纵观传统发射体系,他觉得位于海阳的这处“海景式”总装厂房颇有特别之处。占据海阳东方航天港一隅,东方空间集聚布局了海上发射所必备的基础设施,“5公里内可以完成火箭子级总装总测、全箭垂直总装总测、港口登船流程。这种模式将以往转运过程上千公里的距离大幅缩短,极大减少了物流时间、物流成本、箭体包装及恢复时间。”

火箭装配工程师尚玉(右)与姜俊杰在工作。

火箭不是随便在任何一个地方发射都可以将航天器送入预定轨道的,针对卫星不同的轨道倾角需求,火箭也就需要在不同的位置发射才能更好满足轨道要求。我国的海岸线绵延千里、海域幅员辽阔,用于发射的点位选择非常大,可以根据具体任务需求灵活选择。此外,海上发射还可以解决航落区安全性的问题。如果在海上发射,就可以通过弹道设计,让它的火箭残骸落区全部位于海上。

“我们这一代航天人的工作条件已经好多了,听很多老师傅说起以前的工作经历,出差一般都是保密任务,一走大半年家里人都不知道去哪儿了。”尚玉说道。

很多人的航天梦始于2003年。那一年,杨利伟在太空中迈出了中国人的第一步,圆了中华民族千年的飞天梦,也影响了年轻一代人。“小时候看到火箭、飞机、航天器什么的,这么重的一个东西,相当于一个大铁坨子,一下子能飞上天,感觉太神奇了,没想到现在自己正在投身这个神奇的事业,这是小时候不敢想象的。”尚玉觉得自己做这份工作很开心,小时候在心里种下的“航天梦”正在变成现实。

引力一号火箭总装厂房外观

后记>>

山东,问鼎航天的决心

时间拨回到4年前,东方航天港总装的首发火箭——长征十一号遥九火箭出厂,正式拉开了在山东生产火箭的序幕。

不久后,商业固体火箭海阳产业基地项目正式签约,基地布局星箭一体的智能化总装测试厂以及整箭贮存、火工品装配检测厂房等设施,可形成年产20发固体火箭的生产能力。我国第五处火箭发射基地、首个海上发射母港——海阳东方航天港成了唯一一个既可生产制造火箭,又具备发射条件的海上发射技术服务港。

自2019年我国首次火箭海上发射在海阳取得成功以来,截至目前,东方航天港已成功组织保障海上发射任务9次,累计发射卫星48颗,初步具备常态化海上发射能力。海阳正在建设商业航天海上发射母港,培育国内首个集海上发射、星箭产研、卫星应用、配套集成、航天文旅为一体的百亿级商业航天高科技产业集群。

海阳问鼎航天的雄心还在于全链布局——全力打造火箭技术准备、星箭对接、码头合练、远控测发、测控通信、出海转运全链条功能模块,从而实现“前港后厂、北固南液、系统集成、出厂即发射”。

在打造我国海上发射硬实力的同时,当地航天文旅产业也迅速发展。东方航天港建设之初,便规划了“一港三区”的空间布局,其中,航天科普教育基地项目也位于“一港”的技术服务港内。基地主场馆占地约2万平方米,其中室内游览面积约1万平方米,总投资4.5亿元,总计7层,涵盖六大展区、60余项高科技展项。此项目既可在火箭发射期间提供测发指挥、飞行控制、通信保障等全方位服务保障,又能在非发射期间向公众开放,游客可在室外观看真实火箭发射船,体验火箭出海前流程,走进火箭总装厂房,近距离观察火箭组装,带来沉浸式游览体验。

构建国内首个集海上发射、星箭产研、卫星应用、配套集成、航天文旅为一体的百亿级商业航天高科技产业集群,海阳——山东这一滨海城市,正一步一个脚印让“航天梦”照进现实。

引力一号火箭总装厂房