2019年6月5日，長征十一號火箭從山東海陽海域發(fā)射飛天，這標(biāo)志著我國成為世界上第三個掌握海上發(fā)射技術(shù)的國家。
5年過去，東方航天港的火箭訂單接踵而至，負(fù)責(zé)研發(fā)海上發(fā)射平臺的技術(shù)團(tuán)隊已成為國內(nèi)技術(shù)標(biāo)桿。從海上發(fā)射平臺技術(shù)一片空白，到出征茫茫大海屢次圓滿完成發(fā)射，研發(fā)團(tuán)隊經(jīng)歷了常人無法想象的困難。
可否做個海上發(fā)射平臺？
山東省海上航天裝備技術(shù)創(chuàng)新中心主任滕瑤的辦公室，靠近走廊一側(cè)的玻璃被當(dāng)作了“黑板”，上面布滿了用黑色筆畫出的火箭剖面圖，圖形旁邊還標(biāo)注了數(shù)字，“有時候我們在辦公室開會，大家就隨手用筆在玻璃上畫圖來做演示。”滕瑤解釋說。
滕瑤翻動著桌子上一個文件夾，里面是火箭發(fā)射平臺的訂單，每發(fā)火箭都有各自的技術(shù)要求，而滕瑤的團(tuán)隊需要根據(jù)這些訂單，設(shè)計相應(yīng)配套的火箭發(fā)射平臺，“接訂單接到手軟。”有人這樣開玩笑地說。
滕瑤
對于滕瑤來說，火箭的海上飛天夢不是空談，而是一步一個腳印踏出來的道路。
他的辦公桌上放著一本書，是錢學(xué)森于20世紀(jì)60年代撰寫的航天專業(yè)教材《星際航行概論》，其中《運載火箭的海上發(fā)射》章節(jié)中有這樣一句論述：海面遠(yuǎn)離人口稠密地區(qū)，通過海上航行可以靈活選擇發(fā)射點和航落點，有效解決了火箭飛行過程中殘骸落區(qū)的安全性問題。
“近年來船舶業(yè)的發(fā)展，讓海上發(fā)射火箭變?yōu)榭赡?。”這一直是滕瑤的夢想。
契機(jī)來自于一場千里之外的聚會。2017年陰歷臘月的一天，在北京的一次行業(yè)聚會上，滕瑤結(jié)識了中國航天科技集團(tuán)的工作人員，他們正在為長征系列火箭的海上發(fā)射尋求一個解決方案，當(dāng)?shù)弥幨谴芭c海洋工程領(lǐng)域的知名專家時，他們把一個問題拋給了滕瑤，“可否做一個海上發(fā)射平臺？”
滕瑤團(tuán)隊曾接過很多海上項目的首制訂單，從研發(fā)、試驗到交付都有一定的經(jīng)驗。一切充滿未知，更充滿了挑戰(zhàn)，滕瑤決定“應(yīng)戰(zhàn)”，并馬上帶團(tuán)隊再次趕赴北京，向火箭方做了詳細(xì)的PPT演示。“火箭在陸地上是四平八穩(wěn)的，而海面不是靜止的，風(fēng)、浪、流、涌都會影響平臺的穩(wěn)定性。浪在幾級時，晃動的幅值是多少，我們給出了一個定性、定量的說法?！彪巿F(tuán)隊拿出的解決方案贏得了火箭方的信任，兩個團(tuán)隊正式開始磨合。
“首先，我們要像小學(xué)生一樣，學(xué)習(xí)火箭的相關(guān)知識；其次，火箭是非常精密的，我們做發(fā)射平臺設(shè)計有一個原則：不給火箭添麻煩。”為節(jié)省成本，滕瑤團(tuán)隊決定用一個現(xiàn)有平臺進(jìn)行改裝，它的尺寸是寬79米、長110米、型深8米。
長征11號火箭發(fā)射時的固定架
設(shè)計方案改了近一年
“火箭能升空，用的材料肯定是足夠輕的，所以它比較脆，發(fā)射船受多大晃動才能保障火箭不損壞，晃動的幅值要在合適的維度之內(nèi)。”因為國內(nèi)沒人做過火箭的海上發(fā)射平臺，這樣類似的未解問題還有很多，來往方案反復(fù)修改了近一年。
還有一個難題擺在眼前，航天發(fā)射都要在發(fā)射場內(nèi)、經(jīng)過嚴(yán)格審批后才能進(jìn)行，而海上發(fā)射還是一片空白。“2018年國家各相關(guān)部門正式會議就開了4輪。”對火箭海上運輸?shù)陌踩?、海上發(fā)射的可靠性、公海上發(fā)射的安全方案等問題，進(jìn)行反復(fù)論證。那一年，滕瑤飛北京的航班班次足有四五十趟。
在國家和山東相關(guān)部門的積極支持下，2018年12月好消息傳來：批準(zhǔn)2019年6月5日，在黃海海域發(fā)射長征十一號火箭，以一箭七星的方式，將七顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
“2019年2月14日發(fā)射平臺正式開工，我們定下了‘大干100天、7（一周七天）乘以24（一天24小時）、白+黑’的工作進(jìn)度。”項目負(fù)責(zé)人劉金程還記得那些日子里闖過的難關(guān)。
劉金程
首先要解決海上的通訊問題。以往在陸地發(fā)射火箭，都是通過光纜來完成對火箭的控制和監(jiān)測信號的傳輸，但是這個辦法在海上卻行不通。火箭發(fā)射用的是經(jīng)駁船改造的一個特殊發(fā)射平臺，而發(fā)出火箭點火指令的，卻是在距離這個發(fā)射平臺3公里的保障船上，兩者之間利用無線信號進(jìn)行通訊。在測試中，海上多變的天氣與船體的運動，讓發(fā)射平臺和保障船之間的通訊信號出現(xiàn)了不穩(wěn)定。
“為了解決信號穩(wěn)定問題，保障船和發(fā)射平臺間的距離成了關(guān)鍵。距離太遠(yuǎn)影響信號穩(wěn)定，但距離太近又無法保障人員安全。經(jīng)過論證，最終確定保障船與發(fā)射平臺距離縮短至2.3公里。”滕瑤形容這像闖關(guān)一樣，大家在摸索中前行。
其次平臺設(shè)計還要做好熱防護(hù)，“火箭在起飛瞬間，能量非常大，噴出來的尾焰溫度在幾千攝氏度，尾焰的速度大概在2400m/秒。也就是說，尾焰的破壞力非常大，我們要保證研發(fā)的設(shè)備耐熱性要強，不要被尾焰搞壞了?！眲⒔鸪套允迅闪?0多年船舶設(shè)計，經(jīng)驗還是很豐富的，但是在設(shè)計火箭發(fā)射船時，一切都要從頭來。
劉金程還回憶起一次幸運的經(jīng)歷：“還有一次，我們加班到晚上11點半，安裝遇到的難題是兩個設(shè)備接口高度不一致，需要24塊墊板，當(dāng)時機(jī)加工的班組早已下班，沒有墊板完不成設(shè)備安裝，就會影響第二天的設(shè)備調(diào)試，進(jìn)而影響項目總體計劃達(dá)成。萬幸的是那天負(fù)責(zé)保障的班組前幾天加工了一批墊板，因為技術(shù)修改，用不上了，結(jié)果立馬拿出了來一看，長寬高和材質(zhì)都合適，而且24塊墊板的數(shù)量剛好滿足，一下子解決了這個問題。如果不是因為那個班組，很難短時間正好找到這么多塊墊板?！?/p>
就這樣，火箭船從空白開始做起，攻克了一個又一個難題。
劉金程說，“光調(diào)試實驗就干了一個月，我們一百多號人輪流加班，每天基本上都要干到晚上11點。但是能給火箭做配套服務(wù)，大家都很興奮，干得斗志昂揚。”
滕瑤說，“航天要求萬無一失，比如一個叫起豎架的設(shè)備非常關(guān)鍵，火箭發(fā)射前靠它把火箭從水平狀態(tài)托舉起來，成豎直發(fā)射狀態(tài)，我們每天要做50次起豎試驗?！?航天港碼頭的夜晚被燈火點亮，海風(fēng)如筆，在黃海海面上記錄下船舶人趕工忙碌的身影。
長征11號火箭固體冷發(fā)射的發(fā)射筒
拋第一口錨花了8個小時
2019年6月2日，距離發(fā)射還有3天，火箭裝船啟程，經(jīng)歷一天一夜的航行，于6月3日晚抵達(dá)預(yù)定發(fā)射海域。但剛抵達(dá)目的海域，就趕上了惡劣的天氣，海上9級風(fēng)，錨拋下就被風(fēng)浪卷走了，發(fā)射船無法停泊。
由于火箭發(fā)射的位置和軌跡都是經(jīng)過精確計算后提前確定好的，所以要保證火箭順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射平臺必須準(zhǔn)確停泊在預(yù)定位置。
那天晚上，滕瑤一夜沒合眼，他站在甲板上看浪花，“直到6月4日早晨看到浪花少了，心里才覺得有底了?！弊鳛榇凹夹g(shù)專家，也是氣象、海況專家，他預(yù)判出風(fēng)浪正在減弱，果斷指揮火箭船下錨，但是風(fēng)浪中作業(yè)還是艱難的，“拋第一口錨花了8個小時?！?/p>
2019年6月5日中午時分，中國航天首次海上發(fā)射試驗圓滿完成，標(biāo)志著我國成為世界上第三個掌握海上發(fā)射技術(shù)的國家。
滕瑤團(tuán)隊作為海上發(fā)射海面總指揮與航天一院合作，共同完成海上火箭發(fā)射技術(shù)方案論證及實施，與航天火箭團(tuán)隊一起共同啟動我國海上航天事業(yè)的新紀(jì)元。主持完成的“運載火箭海上發(fā)射技術(shù)及裝備”成功應(yīng)用于我國首次火箭海上發(fā)射試驗及海上商業(yè)發(fā)射應(yīng)用等海上任務(wù)，填補了國內(nèi)空白，并獲2020年中國優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計獎金獎。
2024年5月29日，谷神星一號運載火箭的第12次飛行在山東日照附近海域進(jìn)行，成功發(fā)射谷神星一號海射型遙二運載火箭，這枚火箭的發(fā)射平臺也是滕瑤團(tuán)隊負(fù)責(zé)的項目，“我們正在開拓更多的海域發(fā)射條件，以滿足不同火箭對發(fā)射角度的要求，將來海上發(fā)射條件會更加完善?！彪庲湴恋卣f。
從2019年的首次成功，到如今“天上有星、陸上有箭、海上有船”，海陽東方航天港長約6公里的航天大道，串起了沿途不同的功能區(qū)，包括火箭制造組團(tuán)、衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)組團(tuán)、海上發(fā)射組團(tuán)等，這意味著衛(wèi)星上天更便利，火箭“走幾步”就能去發(fā)射，山東已經(jīng)初步形成海上航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心能力。
