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“航天+海工”的技术融合,推动青岛、烟台等地形成海上航天产业集群 ——东方航天港:逐梦星辰的“海上摇篮”
发布时间:2025-08-25

     “东方航天港”号。山东省海上航天装备技术创新中心供图  8月9日0时31分,夜色中的山东省近海海域,捷龙三号遥六运载火箭承载着众人的期待点火升空,一箭十一星将吉利星座04组卫星送入 LEO轨道,发射任务圆满成功。这一时刻,标志着海阳火箭发射迎来17次破浪“问天”,海上发射火箭迈入新阶段。  位于山东省烟台海阳市的东方航天港,是我国第五处火箭发射地,也是中国唯一一个运载火箭海上发射母港。近年来,这里启动“连发模式”,已成功保障我国17次海上发射任务。山东省海上航天装备技术创新中心主任滕瑶介绍,此次任务不仅是捷龙三号01批批产火箭首战告捷,更标志着中国火箭公司正式迈入商业火箭高效批量化生产时代。  海上发射与回收破浪“问天”  捷龙三号从定制化迈向批量化生产,将有效提升产能、降低成本,支持较高频率发射,满足商业航天低成本、高频次的发射需求。后续团队将持续优化发射流程,并依托海上机动发射点位的灵活布局,为客户提供更高性价比、更快履约的组网服务。近期,捷龙三号遥六、遥七、遥八火箭需在两个月内完成连续三次发射任务,标志着其已进入密集发射阶段。值得一提的是,此次发射首次启用山东日照近海发射点,这是捷龙三号发射区域的又一次拓展,也是该型火箭第五次开拓新发射点位,充分体现了海上发射在点位选择灵活性高和航落区安全性好的突出优势,进一步提升了捷龙三号的任务适应性。  此次任务工作周期大部分在“三伏天”内,发射环境面临海上高温高湿的严峻考验。不过,发射团队各系统针对这种环境完成了全面分析与改进,有效提升了火箭对高温高湿环境的适应性。  而在5月29日4时40分,海阳东方航天港园区企业箭元科技的元行者一号验证型火箭进行了国内首次海上飞行回收试验,并取得圆满成功,这是国内首次获得成功的海上软着陆飞行试验。  元行者一号验证型火箭为全尺寸薄壁不锈钢火箭,采用液氧甲烷推进剂,直径4.2米,总高度约26.8米,起飞质量约57吨,试验飞行时长125秒,飞行高度约2.5千米。它顺利完成了点火起飞、满推力爬升、变推力调节、发动机一次关机、自由下降滑行、发动机二次启动、减速至海面悬停、海面软着陆8个工作阶段。这一成果标志着箭元科技成为国内首个实现“液氧甲烷+不锈钢+海上软着陆回收”技术突破的企业,填补了我国液体火箭海上发射的空白。  海上航天攻坚深海  海上火箭发射与回收是一项高度复杂的系统工程,技术难点贯穿全流程,涉及多个领域的核心挑战。  海上发射平台受海浪、潮汐、风力等自然因素影响会持续晃动。火箭在起竖过程中,平台晃动幅值需严格控制在安全阈值内,否则可能导致箭体结构损坏或姿态失控。为解决这一问题,科研团队研发了“海基发射动态补偿”技术,通过实时监测平台运动状态,结合高精度算法对火箭姿态进行动态修正,确保火箭在复杂海况下仍能精准入轨。此外,控制系统设计了零位调整装置,消除发射初始阶段的姿态偏差,避免火箭起飞时与平台发生冲突。  火箭在海上需经历水平运输、垂直起竖、燃料加注等环节,流程复杂度远超陆地发射。液氧甲烷等低温推进剂的储存和加注,须应对海上高湿、高盐环境下的绝热与防泄漏挑战。而且,火箭转运时需通过专用起竖设备将水平状态转为垂直状态,这一过程需精确控制载荷分布,防止箭体因应力集中受损。  盐雾腐蚀是海上发射的“隐形杀手”。长期暴露在高盐雾环境中,火箭金属壳体、电子设备可能出现电化学腐蚀,导致结构强度下降或电路失效。中国团队采用吸湿性小的材料、喷涂三防漆、电镀金属涂层等措施,显著提升了火箭的耐腐蚀性能。曾经,NASA就因盐雾腐蚀导致航天飞机轨道器出现926处腐蚀点,这一案例凸显了材料防护的重要性。  发射窗口的选择依赖精准的气象数据。青岛研发的“海哨兵”波浪滑翔器可实时监测发射海域的水文、气象参数,为任务决策提供支持。但台风、强对流等突发天气仍可能导致发射中断,因此需建立覆盖多维度数据的预警系统,并与火箭控制系统深度联动,实现毫秒级响应调整。  海上回收同样面临诸多关键技术瓶颈。火箭回收需在返回过程中完成多次姿态调整和减速制动。元行者一号验证型火箭经历的8个阶段,每个环节都需精确控制。中国电科研发的箭载导航装备可实现分离体实时米级定位,使回收效率提升数百倍,但在复杂电磁环境下,仍需融合惯性导航、视觉导航等多源数据以确保可靠性。  与陆地回收相比,海面软着陆须额外应对水冲击和高温羽流与海水的相互作用。元行者一号采用“悬停→关机→水缓冲”模式,利用空壳火箭的浮力实现漂浮,但需验证发动机喷管在接触海水瞬间的抗热震性能,避免因骤冷导致材料开裂。此外,火箭溅落后的快速打捞流程也需形成标准化作业规范。  海上回收还易受洋流、海生物附着等因素影响。比如,SpaceX猎鹰9号曾因回收船甲板湿滑导致火箭侧翻,中国团队须在试验中积累更多极端海况下的数据,优化回收平台的锚泊系统和防滑设计。同时,液氧甲烷推进剂的低温特性可能导致海面结冰,需研发防冰涂层或动态加热技术以保障设备正常运行。  海上发射回收需融合航天动力学、海洋工程、材料科学、人工智能等多领域技术。鲁东大学团队将“航天+海工”技术结合,研发出适应海上环境的动态补偿算法;机器学习方法正被用于优化动力着陆段的轨迹规划,以应对模型不确定性和外部干扰。  产业崛起的星辰蓝图  元行者一号验证型火箭的国内首次海上飞行回收试验具有里程碑意义,标志着我国在可重复使用火箭技术领域取得实质性突破,并在国际海上回收竞争中占据重要地位。  海上回收需应对盐雾腐蚀、海浪冲击等特殊挑战。元行者一号采用薄壁不锈钢箭体和三防涂层防护,通过了高盐雾环境下的长期测试,其溅落后的快速打捞流程也形成标准化作业规范。这一成果填补了我国液体火箭海上回收的空白,使我国成为继美国之后全球第二个掌握该技术的国家。  在产业推动方面,可重复使用火箭的核心价值在于降低发射成本。元行者一号的不锈钢箭体预计可复用20次,若实现规模化生产,其单次发射成本有望降至3000美元/公斤以下,接近 SpaceX猎鹰9号的水平。这将极大提升我国在低轨卫星组网、深空探测等领域的竞争力。东方航天港正在规划的“元行者一号”中型火箭,可支撑未来星链级星座的高密度发射需求。  此次试验带动了国内液氧甲烷发动机、高温合金涂层、智能导航设备等产业链的协同发展。箭元科技自主研发的龙云发动机采用3D打印一体化喷注器,将制造周期缩短60%;中国电科的箭载导航装备实现分离体实时米级定位,使回收效率提升数百倍。这种“航天+海工”的技术融合,正推动青岛、烟台等地形成海上航天产业集群。  海上回收方案天然具备风险分散优势。元行者一号预设的溅落区远离航道与居民区,避免了陆上回收可能引发的次生灾害。此外,液氧甲烷推进剂的清洁特性符合国际绿色航天趋势,为我国参与月球基地建设等国际合作项目提供了技术背书。  在国际对比中,与美国相比,我国在海上回收领域仍处于验证阶段,而SpaceX已实现轨道级回收的规模化应用。猎鹰9号一子级可承受7公里/秒再入速度的高温热流冲击,复用次数达26次,单次发射成本低至1500美元/公斤。不过,元行者一号的不锈钢箭体和液氧甲烷技术路径具备后发优势。  当前全球海上回收呈现“美国主导、中国追赶、其他国家跟进”的态势。美国方面,SpaceX通过猎鹰9号建立商业壁垒,星舰计划目标将成本降至10美元/公斤;蓝色起源“新格伦”虽首飞受挫,但仍在推进可重复使用第二级研发。中国方面,元行者一号与蓝箭航天朱雀三号、星际荣耀双曲线三号形成技术互补,预计2026年前后实现轨道级回收。其他国家中,欧洲尚未开展海上回收试验;印度 ISRO计划2027年测试可重复使用火箭,但未明确海上回收方案。  未来,我国将在主动稳定技术升级等方面继续探索,进一步降低平台晃动对发射精度的影响。海阳航天港,这个逐梦星辰大海的“海上摇篮”,正书写着中国航天事业的崭新篇章。

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