航天无小事,一颗螺丝钉的疏忽,一根电缆的短路,足以让价值不菲的火箭功亏一篑。
2025年11月10日12时02分,酒泉卫星发射中心,谷神星一号(遥十九)运载火箭点火升空。火箭一、二、三级飞行正常,分离也正常,但在四级点火飞行510秒后,轨控发动机却异常提前关机,最终未能将卫星送入预定轨道,任务失利。
而就在大约两年前,2023年9月21日,同一型火箭在酒泉卫星发射中心执行第10次发射任务时,在升空约67.5秒后一级飞行姿态失稳,导致发射失败。两次失利的原因看似微不足道,却都造成了严重后果。
经过细致的故障排查,星河动力公司于2025年11月20日组织了谷神星一号(遥十九)运载火箭飞行故障归零评审会。评审结论显示,问题出在2500牛轨控发动机的电磁阀控制电缆上。
在发动机长时间高温热辐射的影响下,这根电缆的温度过高,导致其聚四氟乙烯绝缘层失效,进而引起电磁阀供电短路,轨控发动机异常提前关机,最终造成飞行任务失利。
相比之下,2023年9月21日那次失利的原因更为“隐蔽”。当时归零评审的结论是,问题定位于一级发动机喷管扩张段烧蚀异常。
具体来说,在喷管扩张段组件螺钉孔工艺流程中,由于操作不当导致碳布层产生了内部缺陷。但却因其对高温度高压力的极微的“缺陷”而在极端的环境下造成了扩张段的烧蚀异常,进而直接引发了一级的飞行姿态的失稳。
面对失利,中国航天有一套独特的故障处理模式——“归零”法则。这一法则要求对航天故障从头开始对每个环节逐一溯源验证,直到问题完全解决才能“归零”。
无论是2023年的螺丝孔问题还是2025年的电缆短路问题,星河动力公司都在故障发生后迅速成立了归零工作组,深入查找分析故障原因。
基于对设计与生产的全面复查、对可能的故障的深入的梳理、对底层的事件的细致的分析等一系列的工作都将对归零的系统做一次全面的、深入的、细致的把关,来保证了归零的系统的可靠性、可靠性指标的真实性、可靠性指标的可信性。通过地面热真空试验等方式,工程师们成功复现了问题并验证了改进措施的有效性。
例如,针对2023年的失利,团队采取了修订碳纤维复合材料加工工艺规范、加强配套单位操作人员专项培训、建立关键工序双重检验机制等措施。这些举一反三的改进,确保了同类问题不再发生。
航天领域有一个共识:细节决定成败。谷神星一号的两次失利,完美诠释了这一点。
对于不了解航天发射的人来说,可能难以理解一个螺丝孔的加工缺陷或一根电缆的绝缘问题,为何能毁掉一枚价值不菲的火箭。
在火箭发动机极端的高温度高压力环境下,任何细微的瑕疵都可能在极短的时间内被急剧放大。
火箭发射时,发动机喷管扩张段要承受数千摄氏度的高温。碳布层内部的微小缺陷会导致烧蚀异常,进而影响整个发动机的运行状态。
同样,四级发动机的电磁阀控制电缆需要保证在高温环境下绝缘稳定性很高,否则会导致总系统失效。
航天产品的复杂性在于,任何一个环节的疏忽都可能会引起总系统崩溃。这与美国挑战者号航天飞机因一个橡胶密封圈老化而爆炸的悲剧有相类似的地方,都凸显了航天工程中对细节要求极为苛刻。
尽管遭遇了两次的失利,但作为中国的民营航天的代表产品的谷神星一号却又一次展现了它的韧劲和顽强的生命力。
截至2025年3月21日,谷神星一号已成功完成18次发射,将77颗卫星送入预定轨道,成为中国民营航天领域发射次数最多、发射卫星数量最多、成功率最高的商业运载火箭。
在2023年9月失利后,谷神星一号仅沉寂两个多月就再次矗立在酒泉卫星发射中心。此次12月的第11次发射,终于将我们团队所有的努力都付诸东流,顺利将卫星送入了预定的轨道,心中不由得就热泪盈眶了!。
市场信心也迅速恢复,星河动力的发射订单排到了2026年底。正如这一系列的顺利落地所体现的那样,只有不斷地处理问题、不断的改进才能真正的获得市场对中国民营航天的深深的信任。
在对可重复使用火箭的研发迈出了第一步的智神星一号的问世背景下,我们大家可以初见可重复使用火箭的发展前途的光明。借助此型号的火箭,可实现大约30次的可重复使用,从而为将来商业的航天发射带来非常大的成本的降低。
而朱雀三号等可重复使用火箭的研发也在紧锣密鼓地进行中,预计将成为全世界第三款可重复使用火箭。中国民营航天正在一次次成功与失利的磨练中,稳步走向新的高度。