葛雷 李小丹 魏勤

梁紀(jì)秋，1974年12月生，江西贛州人，中國(guó)航天三江集團(tuán)快舟火箭總設(shè)計(jì)師、研究員。2013年9月，由他擔(dān)任總設(shè)計(jì)師研制的快舟小型固體運(yùn)載火箭，順利實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首次采用小型固體運(yùn)載火箭快速發(fā)射衛(wèi)星的突破，也使得我國(guó)具備了衛(wèi)星的快速發(fā)射和空間部署、及時(shí)獲取災(zāi)害情況信息的能力，為最大限度地減少災(zāi)害損失和組織抗災(zāi)救災(zāi)創(chuàng)造了有利條件，享受國(guó)務(wù)院政府津貼，先后榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)，中國(guó)航天基金會(huì)國(guó)防科技重大突破專項(xiàng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，兩次被表彰為全國(guó)勞動(dòng)模范。

當(dāng)自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，如何在最短的時(shí)間內(nèi)掌握災(zāi)害情況，獲取災(zāi)害監(jiān)控信息，為及時(shí)救災(zāi)提供必要的信息支持，這種無(wú)數(shù)人力都難以企及的事情，靠一顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)。

“2014年云南魯?shù)榈卣鸢l(fā)生時(shí)，我們的‘快舟一號(hào)’衛(wèi)星連續(xù)15天為國(guó)家減災(zāi)委員會(huì)提供災(zāi)害監(jiān)控信息，為及時(shí)減災(zāi)救災(zāi)提供了寶貴的信息支持。”梁紀(jì)秋介紹說(shuō)。

如何實(shí)現(xiàn)讓對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星在最短時(shí)間內(nèi)從地面到天上發(fā)揮作用？這正是梁紀(jì)秋和他的“快舟”研發(fā)團(tuán)隊(duì)在做的事情。

“快舟”問(wèn)世

1997年，梁紀(jì)秋從西北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)，來(lái)到了湖北遠(yuǎn)安山溝里的一家生產(chǎn)航天裝備的國(guó)有企業(yè)——066基地（后更名為中國(guó)航天科工集團(tuán)九院，2011年重組為四院）。那時(shí)候，066基地的型號(hào)任務(wù)不飽滿，梁紀(jì)秋就在單位機(jī)房自己找點(diǎn)事干——編寫程序、計(jì)算，鉆研固體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。也正是那時(shí)的刻苦鉆研，為梁紀(jì)秋奠定了深厚的理論基礎(chǔ)。

要在自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)及時(shí)獲取災(zāi)害情況信息，發(fā)射對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星是最優(yōu)選擇。傳統(tǒng)液體火箭雖然質(zhì)量好，發(fā)射精度高，但受燃料加注、發(fā)射天氣、發(fā)射窗口等因素的制約，難以滿足自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)快速部署和發(fā)射衛(wèi)星的要求。我國(guó)亟需有一款可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星快速發(fā)射和空間部署的火箭。

能否將航天裝備的固體發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，應(yīng)用于火箭制造上？當(dāng)時(shí)的中國(guó)航天科工集團(tuán)九院提出了這一設(shè)想。但從生產(chǎn)航天裝備到做火箭，技術(shù)要求大不相同，要干成豈是易事？這時(shí)，院里想到了敢于創(chuàng)新、敢于攻堅(jiān)的梁紀(jì)秋。

2005年，31歲的梁紀(jì)秋成為院里最年輕的型號(hào)副總設(shè)計(jì)師，開始負(fù)責(zé)快舟小型固體運(yùn)載火箭的研發(fā)工作。2008年，梁紀(jì)秋任型號(hào)總設(shè)計(jì)師。

“除了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，我們?cè)诨鸺w行姿態(tài)控制、整流罩分離技術(shù)等方面，都作了很多創(chuàng)新?！绷杭o(jì)秋介紹說(shuō)，他帶領(lǐng)快舟研發(fā)團(tuán)隊(duì)，按照快速部署、快速發(fā)射、精確入軌的思路，創(chuàng)新使用柵格舵來(lái)實(shí)現(xiàn)火箭飛行姿態(tài)控制，不僅能夠保證發(fā)射的可靠性和精度，同時(shí)還簡(jiǎn)化了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，縮短了發(fā)射前的檢驗(yàn)程序，實(shí)現(xiàn)了火箭發(fā)射的快速響應(yīng)。而星箭一體化的設(shè)計(jì)，不僅大大提升了火箭的運(yùn)載能力，也使衛(wèi)星與火箭的快速對(duì)接成為可能。

2013年9月25日，“快舟”小型運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心首飛成功，將用于各類災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)和搶險(xiǎn)救災(zāi)信息支持的“快舟一號(hào)”衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。“快舟”小型運(yùn)載火箭成為我國(guó)第一型具有快速集成、快速入軌等創(chuàng)新特點(diǎn)的小型固體運(yùn)載火箭。

進(jìn)軍商業(yè)航天

21世紀(jì)初，國(guó)際衛(wèi)星熱開始興起，衛(wèi)星開始廣泛應(yīng)用于通信、導(dǎo)航、遙感等商業(yè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外許多民營(yíng)企業(yè)都開始進(jìn)軍衛(wèi)星應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域。雖然衛(wèi)星的體積越做越小，成本也越來(lái)越低，但衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)是擺在民營(yíng)企業(yè)面前的一大門檻。

“衛(wèi)星想要正常運(yùn)轉(zhuǎn)就必須上天，而衛(wèi)星的發(fā)射服務(wù)費(fèi)用占到了整個(gè)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈成本的80%左右?！比绾螌?shí)現(xiàn)衛(wèi)星發(fā)射低成本、商業(yè)化，成了梁紀(jì)秋的下一個(gè)攻關(guān)課題。

要降低發(fā)射成本，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)改良成為關(guān)鍵。傳統(tǒng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用的金屬殼體不僅造價(jià)高，而且由于本身重量大，會(huì)影響火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料填充率。要解決這一問(wèn)題，必須從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的材料上下手，梁紀(jì)秋想到了強(qiáng)度高、質(zhì)量輕便的復(fù)合材料。

“傳統(tǒng)金屬殼體的燃料填充率在87%左右，而理論上復(fù)合材料殼體能達(dá)到驚人的92%?！绷杭o(jì)秋說(shuō)，“這其中的差距要是轉(zhuǎn)換成火箭的運(yùn)載能力，將是一個(gè)質(zhì)的飛躍！”

但這一步剛邁出便是困難重重。配套企業(yè)表示，新火箭發(fā)動(dòng)機(jī)從新廠房建設(shè)、設(shè)備安裝到產(chǎn)品研制，一個(gè)周期下來(lái)最快也得3到5年的時(shí)間，而且技改資金也是天文數(shù)字。面對(duì)瞬息萬(wàn)變的商業(yè)航天市場(chǎng)，梁紀(jì)秋提出了一個(gè)大膽的想法：既然要讓火箭商業(yè)化、市場(chǎng)化，索性也用市場(chǎng)化的方式來(lái)解決制造的難題。

先進(jìn)成熟的技術(shù)支持受到了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的歡迎，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，一家大型民營(yíng)企業(yè)很快表現(xiàn)出誠(chéng)意和實(shí)力。確定合作關(guān)系后，這家企業(yè)立刻聘請(qǐng)了很多國(guó)內(nèi)復(fù)合材料領(lǐng)域的高端人才，從建設(shè)廠房、安裝設(shè)備、投入生產(chǎn)到樣品交付，僅僅花了半年多的時(shí)間?！八麄儑?yán)格按照我們的設(shè)計(jì)方案、工藝標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量控制流程來(lái)做，契約精神和交貨時(shí)間意識(shí)都很強(qiáng)?！绷杭o(jì)秋感嘆道。

2017年1月，快舟一號(hào)甲固體運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，成功發(fā)射“吉林一號(hào)”靈巧視頻星03星和另外兩顆立方星，以“一箭三星”的方式完成了我國(guó)航天史上的首次商業(yè)發(fā)射?？熘垡惶?hào)甲固體運(yùn)載火箭是“快舟”系列火箭的通用型號(hào)，其第三級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用最新研制的復(fù)合材料殼體，大大提升了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料填充率，提高了火箭的運(yùn)載能力。

未來(lái)可期

對(duì)于梁紀(jì)秋而言，“快舟”不僅僅是一款火箭的型號(hào)，也不是指他和他的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，更是一種精神，一種“不唯書，不唯上”的創(chuàng)新精神。

“每當(dāng)我們提出一些新的想法，總有人會(huì)提出這樣的疑問(wèn)：這種東西以前有哪個(gè)國(guó)家做過(guò)？是否經(jīng)過(guò)論證和實(shí)踐？但這樣是不夠的，只有不斷創(chuàng)新、不斷嘗試，我們才能實(shí)現(xiàn)突破，才能登上國(guó)際航天產(chǎn)業(yè)的頂端?！绷杭o(jì)秋說(shuō)，這位70后“快舟”掌舵人用他的實(shí)際行動(dòng)，詮釋了這句話的真正含義。

在梁紀(jì)秋看來(lái)，“快舟”系列火箭的優(yōu)勢(shì)很明顯，其最大的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單快速、性價(jià)比高，足以滿足國(guó)內(nèi)商業(yè)化發(fā)射的需求?！八惶舭l(fā)射場(chǎng)，一塊籃球場(chǎng)大小的場(chǎng)地、一臺(tái)發(fā)射車就能完成發(fā)射;它不挑環(huán)境，在零下20多攝氏度、雨中連續(xù)淋數(shù)小時(shí)也能發(fā)射;它后勤保障要求較低，不超過(guò)10個(gè)人就可以執(zhí)行發(fā)射?！?/p>

如今，“快舟”系列火箭已經(jīng)成為我國(guó)商業(yè)航天的一張名片，成為許多衛(wèi)星應(yīng)用企業(yè)和高校團(tuán)隊(duì)的首選。“截至目前，我們已經(jīng)成功完成13次快舟一號(hào)甲固體運(yùn)載火箭的發(fā)射任務(wù)，將近30顆衛(wèi)星送入了預(yù)定軌道。而最快的一次，我們一天之內(nèi)完成了兩枚火箭發(fā)射任務(wù)，期間間隔不到6小時(shí)?！绷杭o(jì)秋自豪滿滿。

據(jù)介紹，運(yùn)載能力更強(qiáng)、相對(duì)成本更低、技術(shù)創(chuàng)新更多的快舟十一號(hào)運(yùn)載火箭也已研制完成，進(jìn)入試飛階段;快舟二十一號(hào)、快舟三十一號(hào)運(yùn)載火箭也在加緊研制中。“未來(lái)，我們要促進(jìn)火箭從產(chǎn)品向商品轉(zhuǎn)變，不再為衛(wèi)星定制發(fā)射任務(wù)，而是讓客戶像坐高鐵一樣選火箭、選衛(wèi)星的‘座位’，我們將把客戶的衛(wèi)星以最快的速度送達(dá)目的地?！?/p>