乘开放东风我们的长征火箭打出国家名片
“中国航天事业在国家的支持下建立,在国家需要时航天人也能够顶上来。”中国科学院院士,航天飞行力学、火箭弹道设计专家余梦伦院士的这句话,不仅是一位老航天人的肺腑之言,更是中国航天人在特殊时期勇闯商海、绝境求生的线年代,当国家军品任务骤减、航天事业面临“断粮”危机时,中国航天人抓住了一个看似不可能的历史机遇:让长征火箭“下海”,去国际商业发射市场“闯”出一条生路。
彼时,我国实行改革开放政策,提出国防科技工业从军工小天地投身国民经济建设主战场。随即,航天工业部开始以政府机构名义对外建立联系,通过多种渠道和方式打开对外开放的大门。高层决策与主动开放,为中国航天日后“闯”世界奠定了政策基石。
“军转民”的阵痛期里,航天单位各显神通。有的单位生产出电冰箱、洗衣机、电视机等,而更多单位则在迷茫中摸索。“一院15所在做烟机电子生产线;一部搞电子琴,只卖出去一台。”余梦伦回忆。队伍要生存,技术要延续,出路在哪里?中国航天人深刻体会到,单纯仿制民品并非长远之计,必须找到一条能将自身核心技术转化为市场优势的道路。“一部会搞火箭,还是得从这个方面找出路。”余梦伦说。
1984年4月,我国成功发射东方红二号试验通信卫星,标志着长征三号运载火箭具备了高轨道发射能力。次年,时任航天部科研局总工程师、后任长城公司副总经理的陈寿椿作为团长带领中国航天工业代表团,飞赴日内瓦参加国际空间商业会议,并作了题为《中国为世界提供发射服务的可能性》的报告。
1985年10月,时任航天部部长李绪鄂代表中国向世界宣布:长征系列运载火箭将投放国际卫星发射服务市场,承揽为国外发射卫星的业务。
然而,将国之重器推向国际星空综合集团市场,并不容易。陈寿椿回忆,当时,国内有关部门计划直接购买国外卫星,并用外国火箭进行发射。“我们坚决反对,即刻给刘纪原副部长提交了一份报告。”
陈寿椿的坚持并不是盲目自信。此前,由乌可力(时任航天部预研局副局长、后任长城公司副总经理)、陈寿椿、黄作义(时任一院一部高级工程师,后任航天部驻美首席代表、长城公司驻美国总代表)等10人组成的发射服务市场开发小组在飞往世界各地深入调研的过程中,已经看到了长征火箭走向世界的机遇。
当时,国际主流通信卫星正向大容量、大重量演进,而长三火箭1.4吨的运载能力已显不足。国际市场亟需能将2.5吨以上卫星送入轨道的火箭,而中国没有现成产品。
1986年3月的一天,黄作义拿着自己画的草图找到时任一院副院长王永志,提出了大胆的方案:将长二丙火箭的芯级加长,在它的第一级周围捆绑4个液体助推器,打造一款全新的火箭——这就是后来赫赫有名的长二E火箭(又称长二捆火箭)。“有人表示怀疑,但王永志说可行、能做到,我们就有信心了。”陈寿椿说。
余梦伦当时是一院一部高级工程师,他随即开展性能与轨道分析,结果显示该捆绑式火箭近地轨道运载能力将跃升至9.2吨,足以承载当时最先进的商用卫星。
“美国华人社团的代表听说我们要发射外国的卫星,都非常高兴。他们说如果成功了,华人的腰杆子就硬了,也表示能帮我们集资。”陈寿椿至今还记得当时的情形,后来他把这些话转达给王永志,大家深受鼓舞。
作为与国际商业规则接轨、独立进行商业运作的主体,长城公司派出了市场开拓的先锋队。黄作义等人怀揣着3张手绘火箭原理草图和技术构想,远渡重洋,深入美国各大运载火箭、卫星公司进行推介。尽管质疑与讽刺接踵而至,但挑战者号航天飞机以及阿里安火箭相继失利也着实让国际客户深陷运力短缺的焦虑,不得不将目光投向东方。
其中,美国休斯公司表现出极大的兴趣。1987年9月,澳大利亚奥赛特卫星通信公司招标发射大型通信卫星。休斯公司经过审慎研究,决定采用“使用长二捆火箭发射澳星”的方案参与竞标。1988年6月,该方案中标。长城公司和一院的不懈努力、休斯公司和奥赛特公司的大胆选择,将中国航天进一步推向了世界舞台。
然而,发射服务收入是未来时,而研制投入是现在时。国家正值经济建设关键期,财政拨款有限。面对数亿元的研制资金缺口,航天部向国务院领导汇报了这一困境。国务院领导明确指示:“经费,国家有困难,国内贷款和计委商量,国外贷款和中国银行商量。贷款问题要搞个小班子,认真搞一搞,航天部和他们直接对话。”
这是一次悲壮而决绝的“贷款壮国威”。在国家支持下,航天部组建专门班子,奔走于国家计委、中国银行等机构之间。最终,国家计委批准了科技低息贷款,为“长二捆”的研制注入了至关重要的启动资金。
资金有了着落,但压力也达到了顶点。1988年11月签订合同时,留给一院研制“长二捆”的时间仅剩18个月。合同作出了严苛的规定:正式发射前,火箭必须在1990年6月30日前先做一次同等载重的模拟卫星发射;外方不预付任何费用,不提供任何卫星情况,但若到期火箭未能立在发射台上或者发射失败,中方将赔付100万美元。
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中美代表签署卫星发射服务合同,长城公司乌可力(前排右二)作为中方代表签约。
消息传回国内,瞬时引起了巨大的争议。“正常研制一个新火箭需要四五年时间,国内很多专家反对,他们认为在这么短时间内完成,肯定是十分困难。”陈寿椿说。为了科学决策,航空航天部决定在北京大兴召开大型决策性研讨会。研讨会分市场组、规划组、计划组,现场允许随时提问。事无巨细,有问必答,陈寿椿作了7个半小时的报告讲解,充满火药味的研讨进行了3天。
王永志作了简短的发言,总结起来就一句线日前将长二捆火箭竖立在发射台上。”
1988年12月,国务院批准实施“长二捆”研制任务。国家层面的决心,为这场背水一战注入了最强底气。
好事成双,花开并蒂。长二捆火箭研制紧张开展的同时,长三火箭也传来好消息。经过激烈竞标,长城公司成功争取到为香港亚洲卫星公司发射亚洲一号卫星(美国休斯公司制造)的合同。发射日期定在1990年2月至4月,虽然这是我国签署的第二个国际发射合同,但从发射时间上来看,亚洲一号卫星却成为我国单独发射的第一颗国外制造的卫星。
然而,合作的道路布满荆棘。首先是技术标准的鸿沟,中国火箭的接口规格与国际标准不兼容,卫星与火箭的过渡锥尺寸不匹配。“美国人拿着国际标准图纸来,我们一看,很多技术参数都是从未接触过的。”刘素云说。这位参与过“两弹结合”试验的资深设计师,受命负责火箭过渡锥的重新设计。
美方提出严苛要求:过渡锥需采用直径937毫米、误差不超过0.15毫米的世界顶尖国际接口标准,这一精度远超国内星接口1毫米左右的偏差允许范围,标准提升超过10倍;同时要求半个月内交出设计图纸,而正常设计周期需要3个半月。面对挑战,团队日夜连轴转,力保准时完成图纸设计。为保证机械接口协调性,设计与工艺各环节均严格以23摄氏度常温数据为准,避免温度变化导致产品尺寸不合格。
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彼时,刘素云还是长三火箭卫星支架、仪器舱的主管设计师。为减轻结构重量,火箭卫星支架与仪器舱首次采用铝蜂窝夹层结构,面板厚度设定为0.3毫米。受限于当时国内生产水平,东北轻合金厂只能量产0.5毫米厚板材,无法直接供应所需材料。刘素云多次赴厂跟班生产,工厂超负荷加工出0.3毫米薄板后,团队又通过严格筛选,最终实现卫星支架15公斤的设计重量目标。
发射前,还发生了一段插曲。因涉及外星发射,任务需验证卫星整流罩口盖自动关闭的可靠性。因为频繁演示自动关闭功能,口盖竟出现有时关不上的问题。眼看就要发射,主管领导当机立断要求:如果自动关闭失效,立刻改为手动关闭方案。刘素云临危受命在火箭发射塔上留守,确保口盖正常关闭。点火前几分钟,刘素云和同事共同完成手动操作后才从9层平台快速跑下来。
长三火箭使用的氢氧发动机存在极高的爆炸风险,贮箱会因液氢蒸发持续冒出白烟。“下塔时,躲避在山洞里的美方技术人员大喊‘中国英雄下来了’。”刘素云回忆道。后来有记者问她,身处那样危险的境地心里在想什么,她坦言:“当时满脑子都是如何把口盖关好,根本没时间想其他事。”
1990年4月7日晚,西昌卫星发射中心灯火通明。长三火箭整流罩内静静装载着亚洲一号卫星。随着点火指令下达,火箭直冲夜空。21分钟后,西安卫星测控中心传来捷报:卫星准确进入预定轨道,发射成功!当卫星信号成功传回地面,刘素云和同事们相拥而泣——他们用实力敲开了国际商业发射市场的大门。
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“这次发射,用客户的话说是取得绝对成功。从长三火箭发射亚洲一号卫星项目来看,中国航天运载火箭的技术能力水平,包括发射场发射测控、气象预报等,绝对让他们心里服服的。”时任亚洲一号卫星任务主任助理、长城公司原副总经理高若飞说。
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另一边,在研制长二捆火箭的日子里,一院大院里悬挂着这样一幅标语:“绝不让研制的列车在我们这里误点”。540多个昼夜,超负荷工作成了研制人员的家常便饭,一院成了灯火通明的“不夜城”。人们常常在深夜骑着自行车回家,被大院里不灭的灯光感动、激励着。
全箭24套超44万张设计图样,120多个工艺攻关项目,5000多套特殊工装,几十个部段和十几万个零件,300多项大型地面试验,20多项技术难题,都被顽强地克服。长二捆火箭就这样诞生了。
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这一切也并不仅仅是航天人的协作攻坚,还有全国各地、各部门、各单位的全面援助和鼎力支持。为了解决火箭研制和建设西昌发射场的急需物资,有关部委为此专门召开多次专项会议。
涉及国内20多个省市、74个县市、300多家企事业单位的物资,在一天半内就落实了90%的订货合同。7个月后,分布于全国各地的有关企业就把7000多项物资、2000多吨金属材料、1000多项外购机电产品和近60万只电子元器件发运至一院和发射场。从“澳星”入关、火箭发运、试验场准备到发射,国家能源、交通、铁道、民航、海关、公安等部门和有关省市,做了大量工作。这一切都深深地鼓舞着航天人。
1990年6月29日,比合同规定提前一天,全新的长二捆火箭竖立在发射塔架旁,如期兑现了承诺。
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1990年7月16日,长二捆火箭实施首飞。这次发射,火箭本身的表现堪称不俗。美国大力神火箭总设计师、麦道公司航天技术顾问史密斯先生与长二捆火箭总设计师王德臣紧紧握手,并诚恳地说:“王先生,一年前,我在中国考察时,说你们是抽了鸦片,纯是幻想,不可能在如此短的时间内研制出新型的‘长二捆’,可今天,我在西昌发射场看到了奇迹。我错了,请允许我向中国同行表示歉意!”同年9月19日,澳星公司与休斯公司组成的联合代表团来到中国对火箭进行全面而严格的评审,给出了“满意”的评价。
谁料前路并非坦途。1992年3月22日,长二捆火箭执行澳大利亚B1卫星发射任务,点火4.5秒后,一、三两个助推火箭的发动机突然自动紧急关机,火箭发生转动,倾倒一触即发。现场指挥当机立断,中止发射,保住了卫星,也保住了发射场设施。
航天人顶住压力,连夜组织排查,很快找到了原因。4月14日故障分析审查委员会查明,在程序配电器的第四、第五导电触点之间,有一丝重量仅为0.15毫克的铝质多余物。
经过100天的艰难修复,1992年6月30日,一列载有新的长二捆火箭和试验队的专列又一次从北京出发了。8月14日,长二捆火箭在万众瞩目中成功发射了澳星B1星。这次发射成为休斯公司的卫星在历次发射中精度最高的一次,打破了先前中国人自己创下的“亚洲一号”入轨精度的世界纪录。此后,长二捆火箭一鼓作气连续取得成功,迅速成为中国在国际商业发射市场上最具竞争力的王牌,也为托举神舟飞船飞天的长二F火箭奠定了坚实基础。
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从“长二捆”首飞到如今长征系列火箭成为国际发射服务市场的重要力量,中国航天人用一场惊心动魄的“闯关”,打开了通往世界的大门。
这段“闯”世界的历程,是一曲自力更生、开拓创新的壮歌。这份勇于“闯”世界的精神,也早已融入中国航天的血脉,继续推动着新一代长征火箭,在更广阔的宇宙舞台上,续写新的辉煌。
