科技日报记者 付毅飞
9月5日，北京星河动力航天科技股份有限公司（以下简称“星河动力”）成功实施谷神星一号（遥十五）运载火箭发射任务，将开运一号、驭星三号08星、云遥一号27星共3颗卫星，以及爱神星留轨试验平台送入预定太阳同步轨道。
截至目前，星河动力研制的谷神星一号运载火箭已实施21次发射。其中，今年3月17日和3月21日，该火箭在5天内先后实施“一箭八星”和“一箭六星”任务，展示了其密集发射能力。
高密度发射之路是怎样闯出来的？日前，谷神星一号、二号运载火箭总设计师张军锋接受科技日报记者采访，讲述高密度发射背后的创新与突破。
“航天工程里没有小问题”
记者：想让谷神星一号运载火箭实现高密度发射，您和团队要面对哪些挑战？
张军锋：挑战主要来自以下三方面。一是产品可靠性。在设计阶段，我们需通过多维度仿真模拟与极限工况测试，确保各分系统在复杂太空环境下的适配性。
二是生产管理和任务统筹。从一年执行一次发射任务到如今高密度发射，生产管理与任务统筹方面的压力倍增。这不仅是任务量的简单叠加，更涉及全链条的协同攻坚。我们需建立稳定且有弹性的配套体系，确保发动机、控制系统等核心部件的产能可以随发射频次同步提升。
三是发射流程优化。我们从火箭进场开始拆解全流程节点，将传统准备工作拆解为上百个标准化子步骤，通过数字化系统实时追踪每个节点的完成状态。比如，在箭体转运环节，我们采用自动化导航与定位技术，将对接误差控制在厘米级，较传统方式节省40%的时间。
记者：截至目前，谷神星一号已实施5次海上发射。研制这款海陆通用火箭有哪些难点？
张军锋：海陆通用火箭要同时适应陆地与海上两种截然不同的发射环境，最主要的是要适应海上高温、高湿、高盐雾的“三高”环境并应对高海况带来的多重挑战。海上恶劣环境极易侵蚀箭体结构、影响电子设备性能，甚至干扰卫星载荷的稳定性。
对此，我们从两方面进行突破：一是对箭体进行全密封强化设计，采用特殊防腐涂层与密封材料，提升整体环境适应性；二是为发射系统配备智能温控保温舱，实时调节舱内温湿度，为火箭和卫星打造恒温恒湿的过渡环境。
记者：从最初立项研制到实现高密度发射，您和团队都遇到了哪些难“啃”的“硬骨头”？
张军锋：“硬骨头”主要集中在两个阶段。
第一阶段是“从0到1”的阶段。2018年星河动力刚成立时，我们团队连固定的办公场地都没有，几十个人在临时租来的办公室里画图纸、做仿真。当时，国内商业航天的配套体系还不成熟，很多核心部件找不到供应商。火箭设计方案更是几易其稿。为了优化方案，团队曾连续45天泡在实验室，每天只睡3个小时。2020年谷神星一号运载火箭成功首飞那天，火箭冲破云层的瞬间，大家都激动不已。
第二阶段是“从1到N”的阶段，即从单次发射迈向高密度发射。星河动力前3发火箭发射间隔比较长，团队准备时间相对充足。在进入高密度发射阶段后，整个体系都面临重构。比如生产环节，原来单批次零部件生产可以慢慢打磨，现在要同时保障3发火箭的总装，供应链稍有脱节就会断档。更关键的是团队能力的迭代，原来一个工程师负责一个分系统，现在要同时对接3个批次的测试任务。
记者：2023年9月21日，谷神星一号运载火箭在九连胜之后遭遇了目前唯一一次发射失利，当时出了什么问题？此后团队采取了哪些措施？
张军锋：当时，火箭一级发动机喷管扩张段烧蚀异常，导致火箭姿态出现异常，最后发射任务失利。事后，我们立刻启动归零程序，组织专家对箭体残骸进行逐层拆解分析，最终发现喷管扩张段某一个螺丝孔内壁存在细微裂纹。这是供应商在钻孔时因进给速度控制不当产生的应力损伤。就是这个肉眼难以察觉的缺陷，在高温高压环境中被迅速扩大，导致喷管烧蚀异常，最终引发姿态失控。
这次失利给了我们沉重一击，但也让我们清醒认识到：航天工程里没有小问题。过去九连胜让团队成员多少有些松懈，当时的工艺文件对螺丝孔加工的进给速度、冷却方式等细节规定得不够明确。
痛定思痛后，我们从三个维度进行全面整改：一是联合相关单位对工艺规程操作进行优化，组织开展相关人员培训；二是启动质量提升工程，在设计端增加30%的极限工况验证，验收端建立“双人双机”复核制度；三是改革外协管理模式，对核心供应商实施“派驻工程师+过程审计”，每季度开展质量追溯演练。
“站在‘前辈’肩膀上创新”
记者：请介绍未来一两年谷神星一号运载火箭的任务规划。
张军锋：未来一两年，谷神星一号将继续深耕商业发射市场，预计每年执行10发左右的发射任务。技术创新方面，我们不会对火箭主体结构进行颠覆性改动，而是主要以“存量挖潜+功能延伸”为抓手，提升其太空服务能力。
记者：在谷神星一号运载火箭日趋成熟的基础上，星河动力正在研发谷神星二号运载火箭。为什么要研发新火箭？其具备哪些技术特点？
张军锋：研制谷神星二号主要是为填补市场运力空白。当前商业航天市场中，中小型星座的发射需求正在快速增长，很多客户需要将1吨左右的载荷送入特定轨道，而且对“专箭发射”的时效性要求很高。目前我们的产品矩阵里，谷神星一号运载火箭主要覆盖300公斤以下的载荷，智神星一号液体火箭则聚焦2.5吨至7吨的中大型任务，1吨级左右的运力区间急需填补。研发谷神星二号运载火箭就是为了填补这个空白。
从技术特点来看，谷神星二号运载火箭是“站在‘前辈’肩膀上创新”。它继承了谷神星一号运载火箭成熟的技术框架，使研发风险显著降低。同时，我们在可靠性上做“加法”，哪怕某一系统出现异常，其他系统能立刻接管控制。陆海通用能力的升级是另一大亮点。相比谷神星一号运载火箭，谷神星二号运载火箭的“陆海同型”设计更彻底，一些关键技术得到了升级。
最关键的创新体现在运载效率上。我们对四级轨姿控系统进行优化，使其运载效率比谷神星一号运载火箭提升40%以上。以700公里太阳同步轨道为例，谷神星二号运载火箭一次能将4颗250公斤级卫星送入不同轨道面，相当于用更少的燃料完成更复杂的部署任务。
记者：目前谷神星二号运载火箭的研制进展如何？
张军锋：谷神星二号运载火箭的研制工作已开展一年多，整体上进展顺利。目前工程研制阶段的设计工作已完成，项目正处于单机性能考核与系统集成验证的关键期。这一阶段工作就像给一台精密仪器安装核心零件，既要确保每个零件运转正常，又要验证零件组合后的协同效果。该型火箭计划今年首飞，年内大概会安排两三次发射任务，明年我们计划将发射频次提升至5发至10发。
记者：目前中国商业航天发展已步入快车道，您如何看待其发展趋势？
张军锋：这几年中国商业航天的发展速度确实令人振奋。从2018年商业火箭首次尝试发射至今，短短几年间已有多家企业实现固体、液体火箭入轨，加上国企和混合所有制企业的全面入局，整个行业形成了“多元主体竞合”的格局。这种态势背后，是国家政策的持续加码——从商业航天发射场的布局到太空资源利用的规划，再到地方政府设立的专项扶持基金，都为行业注入了强劲动力。
从发展路径看，中国商业航天正在从“单点突破”迈向“系统成熟”。早期大家更关注“有没有火箭能上天”，现在则聚焦“如何更高效、更低成本地把卫星送入预定轨道”。我预测，未来3到5年，随着低轨卫星星座的密集组网，商业发射需求或将爆发，进一步倒逼行业提升效率。
“多往车间跑、多去试验场看”
记者：请您介绍下所在研发团队。
张军锋：目前我们团队已经接近500人，覆盖火箭总体设计、动力系统、控制系统、结构机构、总装测试等专业。回想2018年公司刚成立时，整个团队只有几十人，每个专业小组只有一两人。
那时最大的挑战是“观念融合”。团队成员背景不同，工作思路各异。记得讨论箭体连接方式时，老专家坚持用螺栓刚性连接，而年轻工程师主张用柔性铰链减震，双方争论不下。不过，这种“在争论中找共识”的氛围，反而让团队成员快速熟悉，逐渐拧成一股绳。
随着公司不断发展，我们团队规模扩大。这几年我们把招聘重点转向应届生，2024年入职的120名新员工，大多是应届毕业生。这并不意味着我们不需要成熟人才，而是因为已经搭建起“导师带徒+项目实战”的培养体系：新员工先在设计岗跟导师做半年仿真，再到试验场参与火箭试车，最后独立负责某个分系统的测试任务。现在团队里30岁左右的青年骨干占比超过40%。
记者：您如何培养年轻科研人才？
张军锋：在培养年轻科研人才方面，我摸索出一套模式。刚入职的年轻人，理论基础扎实但工程经验欠缺。我们先从“补短板”开始，针对不同岗位设计“定制化课程包”。比如结构设计岗的年轻人，除了要学有限元分析软件的进阶用法，还要系统掌握材料力学在箭体承力分析中的实际应用。
不过，真正的成长，一定是在工程实践里“摔打”出来的。我们推行“项目带教制”，让每位年轻人跟着具体任务走，从方案论证阶段就参与进来。比如，去年入职的几名应届生跟着我们团队，从画第一张控制流程图，到记录地面试车参数，再到在发射场做箭上设备调试，每个环节都尽可能让他们参与。
我的成长也离不开工程实践。刚上班时，一位学长给了我一份总体参数表，上面写了几十种设备。当时，我看着那些名称根本没概念，也记不住。后来，我去总装现场学习了几天，很快就把这些设备名称记熟了，还把它们在火箭上的实际用途、工作方式对应起来，对它们的功能也有了更深入的理解。因此，现在我要求年轻人多往车间跑、多去试验场看。
记者：为满足航天未来发展要求，您认为青年航天人才应具备哪些素质和能力？
张军锋：航天行业门槛很高，年轻人进入这个行业，首先理论基础要扎实，同时必须具备严慎细实的工作作风。另外，要具备系统协作能力。一枚火箭涉及上百个分系统，如果只盯着自己的“一亩三分地”，很容易出现衔接漏洞，优秀的青年人才得有“全局观”。
此外，年轻人还要有敢闯敢试的创新魄力与持续学习的意识。商业航天技术迭代快，年轻人不能满足于“按流程做事”。同时，要盯着国际前沿，知道同行在做什么、技术拐点可能出现在哪里，才能避免闭门造车。
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