科技日?qǐng)?bào)記者 宗詩涵 付毅飛

11月26日，北京中科宇航技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中科宇航”）宣布，力箭一號(hào)遙六運(yùn)載火箭在中科宇航產(chǎn)業(yè)化基地如期完成總裝測(cè)試工作，并順利通過出廠評(píng)審，將于12月下旬在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)執(zhí)行“一箭11星”發(fā)射任務(wù)。

截至目前，力箭一號(hào)運(yùn)載火箭（以下簡(jiǎn)稱“力箭一號(hào)”）已完成5次發(fā)射任務(wù)，發(fā)射成功率100%。“五戰(zhàn)五捷”離不開力箭一號(hào)總設(shè)計(jì)師史曉寧及其團(tuán)隊(duì)的持續(xù)攻關(guān)。日前，史曉寧接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪，講述了他和團(tuán)隊(duì)成員讓衛(wèi)星“拼火箭”上天的故事。

“使‘經(jīng)濟(jì)艙’搭載更多衛(wèi)星‘乘客’”

記者：請(qǐng)您簡(jiǎn)單介紹下力箭一號(hào)。

史曉寧：力箭一號(hào)是由中國科學(xué)院力學(xué)研究所抓總、中科宇航參與研制的固體運(yùn)載火箭。它專為微小衛(wèi)星“拼火箭”升空而設(shè)計(jì)，運(yùn)載能力突出，至今已經(jīng)將57顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，是我國商業(yè)航天主力火箭之一。

記者：當(dāng)初為什么要啟動(dòng)研制力箭一號(hào)？

史曉寧：2018年，我們團(tuán)隊(duì)對(duì)未來5年至10年的航天市場(chǎng)進(jìn)行了深入調(diào)研。調(diào)研結(jié)果顯示，從2023年至2028年，遙感衛(wèi)星、科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星等微小衛(wèi)星發(fā)射需求將明顯增加。這些衛(wèi)星的重量通常在幾十公斤至兩三百公斤之間，如果“拼火箭”發(fā)射，一發(fā)火箭大約能夠搭載5顆至10顆衛(wèi)星，可大大節(jié)約發(fā)射成本。于是，公司決定研發(fā)一款可供衛(wèi)星“拼火箭”上天的火箭，也就是力箭一號(hào)。

除此之外，為了滿足市場(chǎng)需求、發(fā)射盡可能多的衛(wèi)星，我們努力控制成本，讓力箭一號(hào)的發(fā)射成本比市場(chǎng)同類火箭降低約50%，使“經(jīng)濟(jì)艙”搭載更多衛(wèi)星“乘客”。

記者：在研制力箭一號(hào)時(shí)，您和團(tuán)隊(duì)遇到了哪些難題？

史曉寧：力箭一號(hào)的研發(fā)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩方面。其一是缺乏技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)，大多數(shù)固體火箭由成熟型號(hào)改制設(shè)計(jì)而來。但力箭一號(hào)要讓盡可能多的衛(wèi)星一起上天，使命不同于以往固體火箭。因此在研發(fā)過程中，我們沒有太多可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。其二，在控制研制成本的同時(shí)，我們必須實(shí)現(xiàn)力箭一號(hào)的高性能。

為了解決這些問題，我們進(jìn)行了多方面的技術(shù)創(chuàng)新。我們打破了傳統(tǒng)火箭設(shè)計(jì)模式，采用總體面向單機(jī)的集成設(shè)計(jì)方法，使設(shè)計(jì)效率大幅提升。同時(shí)，我們引入綜合航天電子的集成設(shè)計(jì)理念，進(jìn)一步提升了力箭一號(hào)的性能。在動(dòng)力方面，我們還首次使用了直徑2.65米的大推力新型固體發(fā)動(dòng)機(jī)，為力箭一號(hào)提供了強(qiáng)大推力。

記者：最難解決的問題是什么？

史曉寧：我認(rèn)為最難解決的問題在于試驗(yàn)驗(yàn)證。由于當(dāng)時(shí)缺少經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，如何選擇合適的試驗(yàn)方法、自主搭建試驗(yàn)場(chǎng)景，是我們當(dāng)時(shí)面臨的最大困難。

比如，在設(shè)計(jì)階段，為了增強(qiáng)火箭的運(yùn)載能力，我們團(tuán)隊(duì)將力箭一號(hào)整流罩直徑設(shè)定為3.35米，它和箭體最小直徑比例超過1.6。當(dāng)時(shí)在國際上，這一比值前所未有。這樣的創(chuàng)新到底能不能成？我們誰心里都沒底。這一比值關(guān)乎火箭整體穩(wěn)定性，一旦出錯(cuò)后果非常嚴(yán)重。

為了驗(yàn)證這一比值，我們做了噪聲試驗(yàn)等一系列試驗(yàn)。而后，我們根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。從設(shè)備的支架厚度到材料結(jié)構(gòu)，我們都進(jìn)行了細(xì)致的調(diào)整。

記者：如今，力箭一號(hào)取得“五戰(zhàn)五捷”的好成績。回顧研制歷程，您覺得有哪些關(guān)鍵性的時(shí)間節(jié)點(diǎn)？

史曉寧：力箭一號(hào)五次發(fā)射，每一次都各具特點(diǎn)。2022年7月首飛，它是當(dāng)時(shí)國內(nèi)最大的固體火箭。發(fā)射成功前，團(tuán)隊(duì)上下“壓力山大”。通過第二次發(fā)射，我們驗(yàn)證了一箭多星技術(shù)。在第三次發(fā)射中，我們使力箭一號(hào)經(jīng)受住了低溫發(fā)射和高密度發(fā)射挑戰(zhàn)。從第四次發(fā)射后，基本每個(gè)月都有一次發(fā)射任務(wù)，這對(duì)我們團(tuán)隊(duì)的研發(fā)能力、質(zhì)量控制能力都提出了更高的要求。

要說最艱難的時(shí)期，我認(rèn)為是每次發(fā)射前的準(zhǔn)備階段。因?yàn)槊看伟l(fā)射都是一次全新的挑戰(zhàn)，需要我們團(tuán)隊(duì)全力以赴，確保每一個(gè)細(xì)節(jié)都做到位。

“攻下一個(gè)山頭還有另一個(gè)山頭”

記者：目前，全球商業(yè)航天正處在高速發(fā)展階段。未來幾年，您和團(tuán)隊(duì)有何具體規(guī)劃？

史曉寧：力箭一號(hào)的“五戰(zhàn)五捷”只是一個(gè)開始，攻下一個(gè)山頭還有另一個(gè)山頭。未來，我和團(tuán)隊(duì)在確保力箭一號(hào)可靠、高密度發(fā)射的同時(shí)，還要開展以下兩方面工作。

第一，我們將全力推進(jìn)力箭二號(hào)液體運(yùn)載火箭（以下簡(jiǎn)稱“力箭二號(hào)”）的研制、生產(chǎn)、發(fā)射工作。我們的目標(biāo)是在2025年9月實(shí)現(xiàn)力箭二號(hào)的首飛。這款火箭的特點(diǎn)是大運(yùn)力、高可靠、低成本，它將滿足未來我國大規(guī)模星座組網(wǎng)建設(shè)和低成本貨物運(yùn)輸需求。

第二，我們還在推動(dòng)力鴻系列可重復(fù)使用飛行器的研發(fā)進(jìn)程。該系列飛行器的主要目標(biāo)是驗(yàn)證可重復(fù)使用技術(shù)，以提升發(fā)射的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。我們計(jì)劃2025年完成兩項(xiàng)重要試驗(yàn)任務(wù)：一是百公里級(jí)飛船降落傘縮比驗(yàn)證試驗(yàn)，二是助推飛行器垂直起降飛行試驗(yàn)。未來，團(tuán)隊(duì)還將探索載人亞軌道太空旅行的可能性。

記者：在研制力鴻系列可重復(fù)使用飛行器的過程中，需要攻克的核心難點(diǎn)是什么？

史曉寧：團(tuán)隊(duì)面臨的主要技術(shù)難點(diǎn)集中在三方面。首先，如何在回收過程中有效控制飛行器運(yùn)載能力的損失。其次，要提高飛行器復(fù)用次數(shù)，就必須減輕結(jié)構(gòu)重量并提高其在惡劣環(huán)境中的適應(yīng)能力，但兩者存在一定的矛盾。如何解決這一矛盾，是我們需攻克的另一難點(diǎn)。此外，我們還要探索解決大型飛行器的回收匹配問題。

記者：如何解決以上問題？

史曉寧：我和團(tuán)隊(duì)成員聚焦復(fù)用檢測(cè)這一核心難題，從基礎(chǔ)做起，建起自己的試驗(yàn)中心，并引進(jìn)相關(guān)檢測(cè)設(shè)備和材料。完成前期鋪墊后，我們通過積累大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證材料的可復(fù)用能力；同時(shí)嘗試使用新材料，以提高飛行器結(jié)構(gòu)的復(fù)用性能。

記者：在火箭發(fā)射降本增效方面，您和團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了哪些探索？

史曉寧：從歷史數(shù)據(jù)來看，力箭一號(hào)的發(fā)射成本不斷降低。首發(fā)價(jià)格約為8萬元/公斤載荷，現(xiàn)在價(jià)格已經(jīng)降至7萬元/公斤載荷，未來價(jià)格有望低至5萬元到6萬元/公斤載荷。

在降低成本的同時(shí)，我們也注重提升火箭的性能。通過優(yōu)化減重措施，如采用新復(fù)合材料、提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能等，我們逐步降低了火箭的結(jié)構(gòu)重量，提高了其運(yùn)載能力。

除此之外，我們還提高了衛(wèi)星的發(fā)射效率。在火箭發(fā)射中，如何讓個(gè)頭、功能不同的衛(wèi)星“乘客”安全“坐好”、準(zhǔn)點(diǎn)下車，同時(shí)下車后沒有“暈車反應(yīng)”正常運(yùn)行，是不小的考驗(yàn)。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一系列方案。我們采用多星分離控制技術(shù)，如今一次可以分離50顆以上衛(wèi)星；同時(shí)優(yōu)化衛(wèi)星的布局能力，從而提高了它們“拼火箭”發(fā)射的靈活性。

“為年輕人創(chuàng)造盡可能多的實(shí)踐機(jī)會(huì)”

記者：力箭一號(hào)的成功，離不開一支實(shí)力強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。請(qǐng)您介紹一下這支隊(duì)伍。

史曉寧：力箭一號(hào)團(tuán)隊(duì)成員平均年齡35歲。其中，技術(shù)骨干由現(xiàn)役長征火箭副總設(shè)計(jì)師、總體及各分系統(tǒng)一線研制人員組成，平均擁有10年火箭研制經(jīng)驗(yàn)。

在力箭一號(hào)團(tuán)隊(duì)組建之初，我們面臨的最大挑戰(zhàn)是團(tuán)隊(duì)成員缺乏研制經(jīng)驗(yàn)。然而，通過多次地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)的歷練，這批年輕人逐漸能夠獨(dú)當(dāng)一面。

記者：您是如何讓這些年輕人快速成長的？

史曉寧：我的方法是，為年輕人創(chuàng)造盡可能多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。在參與項(xiàng)目過程中，當(dāng)他們遇到問題時(shí)，我會(huì)讓他們一直分析，直到把問題弄明白。這個(gè)過程不僅有助于他們深入掌握專業(yè)技能，還有助于提升他們對(duì)相關(guān)接口和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

同時(shí)，為使新人更快適應(yīng)崗位，我們主導(dǎo)建立了一套完整的人才培養(yǎng)體系，幫助年輕人更快掌握工作技能、提升工作效率。

記者：您覺得該如何培養(yǎng)年輕人的創(chuàng)新精神？

史曉寧：年輕人充滿創(chuàng)意與活力，他們的創(chuàng)新精神是推動(dòng)航天事業(yè)發(fā)展的重要力量。然而，航天技術(shù)需不斷創(chuàng)新也要穩(wěn)妥可靠。因此，我在鼓勵(lì)年輕人創(chuàng)新的同時(shí)，也注重培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，叮囑他們遇到問題時(shí)要“大膽假設(shè)，小心求證”。

比如，在研制力箭一號(hào)時(shí)，我們團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)首次采用級(jí)間分離的冷氣推沖分離系統(tǒng)。為了驗(yàn)證這一系統(tǒng)的可靠性，我?guī)ьI(lǐng)年輕人開展了大量地面試驗(yàn)。

記者：我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，相關(guān)人才能否跟上？

史曉寧：與傳統(tǒng)航天領(lǐng)域相比，我國商業(yè)航天領(lǐng)域人才儲(chǔ)備相對(duì)不足，能夠承擔(dān)火箭發(fā)射技術(shù)研發(fā)任務(wù)的核心骨干人才尤為稀缺。這在一定程度上制約了行業(yè)發(fā)展。為應(yīng)對(duì)人才短缺的挑戰(zhàn)，我建議采取以下措施。第一，鼓勵(lì)更多年輕人加入商業(yè)航天行業(yè)。第二，加快構(gòu)建我國自主商業(yè)航天人才培養(yǎng)體系。

【記者手記】

記者見到史曉寧時(shí)，他正埋頭處理文件。意識(shí)到有人靠近，他才把眼睛從電腦屏幕里“拔”出來，和記者打招呼、握手。

史曉寧對(duì)航天的向往始于2003年。那一年，神舟五號(hào)載人飛船成功發(fā)射。這在少年史曉寧心中“種”下了探索浩瀚宇宙的種子。

10年后的2013年，史曉寧獲得博士學(xué)位，毅然投身航天事業(yè)，希望“打造一款全新的火箭”。盡管缺乏火箭型號(hào)研制經(jīng)驗(yàn)，他憑著初生牛犢不怕虎的勁頭，加入力箭一號(hào)研制團(tuán)隊(duì)，成為團(tuán)隊(duì)的早期成員之一。

力箭一號(hào)的研制過程漫長而艱辛，耗時(shí)近4年。在那1303個(gè)日日夜夜里，史曉寧與團(tuán)隊(duì)成員們完成了151項(xiàng)、共計(jì)761次地面試驗(yàn)，編寫了27.73萬行代碼，繪制了646張圖紙，并撰寫了超過850份項(xiàng)目文件。

研制完成只是航天夢(mèng)的開始。隨著力箭一號(hào)進(jìn)入高密度發(fā)射階段，每月一次的發(fā)射任務(wù)讓史曉寧的工作節(jié)奏變得更快。采訪前一日他才落地北京，之后參加項(xiàng)目研討會(huì)、接受采訪，行程緊湊、活動(dòng)密集。次日，他又要奔赴發(fā)射場(chǎng)。忙碌，成了他的常態(tài)。

但史曉寧從沒覺得這樣的日子苦，總能在忙碌中找到快樂。“一提到航天人，很多人會(huì)想到埋頭苦干、隱姓埋名這樣的詞語，但我覺得那不是航天人的全部。”史曉寧說，每一次成功發(fā)射、技術(shù)突破，都能讓他開心很久，那是獨(dú)屬航天人的快樂。

史曉寧是無數(shù)航天追夢(mèng)人的代表。這群追夢(mèng)人用智慧和汗水，書寫著中國航天的輝煌篇章。