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山東商業航天向海而行(科技視點·走進商業航天產業一線)

圖①:2024年1月“引力一號”火箭首飛現場。

圖②:東方空間車間內,工作人員正在測試發動機。

以上圖片均為東方空間公司提供

近來,山東煙臺海陽東方航天港高頻執行海上發射任務,引力一號遙二運載火箭將三顆衛星精準送入預定軌道,捷龍三號遙六、遙七、遙八運載火箭成功發射,星河動力“智神星一號”可重復使用液體運載火箭一子級動力系統海上試車取得圓滿成功……

商業航天正成為全球科技競爭與產業變革的新賽道,一場關于未來空間資源與經濟格局的深層角逐全面展開。山東,這個以傳統制造業聞名的經濟大省,正在這片新高地布局落子,逐步形成多地錯位發展、優勢互補的商業航天產業集群格局,構建起商業航天全鏈條。

集中資源建設可靠的海上發射基礎設施

一枚火箭,從生產車間到發射場,需用時多久?

全程僅需2小時——這是位于煙臺海陽的東方航天港給出的答案。

效率提升,背后是一場經過深思熟慮的產業布局。

2019年6月5日,我國在黃海海域完成首次海上發射,保障母港正是海陽港。煙臺市搶抓機遇,自此啟動東方航天港建設。

“海陽港兼具自然稟賦與產業積淀,有潛力實現常態化海上發射。”東方航天港集團總經理助理王肖銘說,這里面向黃海,氣象條件優良,擁有天然的發射窗口,可靈活選擇發射點位,滿足小傾角、太陽同步等多種軌道發射需求。更為關鍵的是,煙臺雄厚的海工裝備制造能力,為航天提供了“近在咫尺”的產業配套。

除了得天獨厚的條件,面對航天產業流程長、發射工位不足、發射成本高等共性問題,東方航天港明確了產業招引思路:集中資源建設可靠的海上發射基礎設施,吸引頭部研發制造企業入駐;瞄準火箭制造所需的各類配套,以及衛星研發、數據應用等下游環節,有針對性地招引和培育。

“這種‘以點帶面’的策略,使得產業鏈從單一的發射服務,逐步向上游的星箭研發制造和下游的空天信息服務延伸,最終目標是構建一個覆蓋全鏈條的商業航天產業生態圈?!睎|方航天港集團副總經理張華說。

建設過程中,海上發射環節考驗最大?!拔覀儾粌H沒有現成經驗可借鑒,還得攻克海上多變環境挑戰、高頻次發射組織復雜度、商業化成本控制等難題。”東方航天港集團總工程師滕瑤介紹,從改造簡易發射平臺起步,到自主研發國內首艘專業化海上發射工程船,再到持續優化測發流程,東方航天港通過長期技術攻堅,實現了從技術可行到常態高效的跨越。

漫步于東方航天港,一條長約6公里的“航天大道”貫穿東西。它并非普通的道路,而是將火箭總裝測試廠房、衛星產業園、數據應用中心與發射碼頭緊密串聯的“產業中樞”。

“通過‘前港后廠、制發一體’的集約化布局,火箭在總裝廠房誕生后,僅需十幾分鐘車程,便能直接運抵專屬碼頭,平穩地移上發射船。”滕瑤介紹,這徹底顛覆了傳統模式——火箭不再需要經歷動輒上千公里的長途運輸、異地拆解再組裝的漫長周期,既提升了發射效率,也降低了復雜流程中的風險和成本。

截至目前,東方航天港作為國內首個也是唯一的商業航天海上發射母港,已成功保障20余次海上發射,將超過130顆衛星送入太空。

民營企業成為撬動商業航天格局的重要力量

東方航天港所構建的,遠不止一個發射場。在這里,以東方空間為代表的民營企業,成為撬動商業航天格局的重要力量。

“海上發射靈活、安全的優勢,與我們的發展路徑高度契合?!睎|方空間聯合創始人、總經理布向偉道出了將總部和研發制造基地落在海陽的核心原因。

作為國內海上發射技術儲備最為完整的民營火箭公司之一,東方空間深度參與了東方航天港的建設。與此同時,港口提供的“前港后廠”一站式服務,將火箭從總裝到登船的物理距離大幅壓縮,為這家需要快速迭代的民營企業贏得了寶貴的時間窗口。

民營企業的生存之道在于差異化創新。東方空間成立之初便錨定中大型運載火箭的研發,直指商業航天市場運力不足的痛點。2024年1月,“引力一號”在東方航天港首飛成功,它以近地軌道6.5噸的運載能力,創下了全球最大固體運載火箭的紀錄;第二次發射再獲成功,證明了能力的可靠性。

創新不易,背后是無數個攻堅克難的日夜。研制“引力一號”火箭時,攻克“捆綁”技術是關鍵。其助推器與芯級需承受高達200噸的集中力,并確保在復雜氣動干擾下安全分離。“捆上的時候要捆得牢牢的,需要他們一瞬間解綁的時候,又需要一氣呵成不得有誤。”布向偉回憶,團隊從零起步,通過自主設計的可重復試驗方案,最終啃下了這塊“硬骨頭”。

第二次發射任務要求更高,需將衛星送入太陽同步軌道。為避免火箭殘骸落在陸地,技術團隊創新性地設計出一條精妙“彈道”:火箭升空后急轉調整航向,猶如“鳳凰擺尾”,在規避風險的同時,展現了自主控制與軌道規劃能力。

成本控制是企業構建核心競爭力的關鍵一環?!耙σ惶枴蓖ㄟ^模塊化、標準化的設計,像搭積木一樣構建火箭,將500公里太陽同步軌道的發射成本降至每公斤5萬元人民幣以內。布向偉坦言,最難的成本控制環節在設計源頭,“一旦狀態確定,后續改動余地就很小。”團隊在設計之初便綜合考量材料、工藝,甚至引入汽車工業的鍛造理念,為生產周期節省了至少半年時間。

在東方航天港的生態中,東方空間并非孤軍奮戰。它與負責發射保障的山東海上商業航天發射服務有限公司、提供結構件的山東宇航等國企和配套企業形成了緊密協同?!啊议T口’的配套,在關鍵時刻解了燃眉之急。這種深度融合的產業鏈關系,降低了協作成本,形成了加速創新的良性循環。”布向偉說。

東方空間的創新實踐,是東方航天港產業生態活力的一個縮影。目前,園區已吸引了包括山東長征火箭、星河動力等在內的30個航空航天產業項目落地,總投資額超過320億元。一個由海上發射牽引,涵蓋火箭制造、衛星應用、高端配套的商業航天產業集群正在這里加速崛起,展現出山東競逐商業航天新賽道的強大韌性與潛力。

以海上發射為牽引,形成錯位發展、優勢互補的集群格局

步入濟南衛星AIT產業基地總裝車間,一臺大型AGV(自動導引車)正馱著衛星組件,滑行至巨型六軸機械臂旁;工程師輕巧地將組件安置妥當,機械臂隨即如一位沉穩的“太空繡工”,將部件精準對接到衛星艙板的接口上。

這是山東省首個柔性化、智能化衛星制造產線,年產規模可達100顆500公斤級衛星。建成這條產線的,是8年前全面關停鋼鐵主業的濟鋼集團。

“濟鋼深厚的工業制造底蘊,正是轉向商業航天賽道最堅實的‘老功底’。”山東濟鋼空天產業發展有限公司黨委委員、副總經理孫廣庭表示,面對衛星制造所必需的核心人才缺口,省市政府協調支持,政府空天信息產業專班與濟鋼集團協同發力,通過專項政策招攬專家,為項目快速推進夯實了基礎。

濟鋼的蝶變,是山東省協同布局商業航天戰略的集中體現。此前,山東將深??仗炝腥?9條標志性產業鏈,高位推動重點產業鏈建設,出臺《山東省加快推動商業航天產業高質量發展的若干措施》,在鞏固東方航天港海上發射優勢基礎上,鍛強商業航天產業鏈條,圍繞火箭衛星研發制造、數據開發應用等航天關聯配套領域發展,在技術創新、人才招引、企業培育、產業集聚等方面給予支持。

目前,以海上發射為核心牽引,山東省已初步形成錯位發展、優勢互補的集群格局:煙臺聚焦海上發射、火箭制造等,已形成“天上有星、陸上有箭、海上有船、空中有網”的商業航天全產業鏈發展格局;濟南、泰安主攻液體火箭制造、試驗以及衛星研發應用等,一大批優質航天產業項目落地投產;青島側重測控服務與海洋遙感應用,已形成覆蓋國家重大工程與商業星座運營的完整測控能力。

到2027年,山東省將力爭打造一批國內領先的技術和產品,初步形成較為完善的商業航天產業鏈條,具備年產100發運載火箭、150顆商業衛星的能力,商業航天產業規模將達到500億元。

展望前路,挑戰猶存。布向偉認為,我國商業航天尚處于發展的初級階段,從長遠看,整個行業的發展上限,最終取決于衛星能否實現更大規模、更廣泛的應用。“只有當衛星產生的數據與信息,能真正賦能千行百業、創造普遍價值時,商業航天產業鏈上的每一個環節,才會基于真實的社會需求,獲得持續加速的動力?!辈枷騻フf。

這一考驗,也是山東產業布局中早已錨定的方向?!耙劳斜倍穼Ш较到y,結合遙感、通信衛星建設覆蓋全省的天空地海一體化感知體系,豐富拓展應用場景,大力發展新業態新模式,推動與交通物流、農林牧漁等領域深度融合發展。力爭到2035年,全面融入國家航空航天產業發展布局,躋身航空航天制造強省之列。”山東省發展改革委相關負責人表示。

這一藍圖,意味著山東的商業航天事業發展,不止火箭騰空,更在于讓航天技術扎根大地,服務國計民生。

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