李伯勇(92年中国发射美国卫星,第一次火箭差点爆炸,第二次完美升空)

2023-04-24 富美财经 浏览量:

上世纪六七十年代,中苏关系破裂,赫鲁晓夫撤回苏联专家后,中国航天工业一直处于与世隔绝的状态。改革开放后,单打独斗的中国航天开始与外界联系,重新走向世界。

1984年4月8日,“长征3号”火箭成功将一颗通信卫星送入太空,中国航天人把目光投向了世界,开始有了向国际市场推销“长征”号火箭,承揽外星发射业务构想。随后中国向全世界宣布:中国的长征系列运载火箭将为国际发射市场服务。

92年中国发射美国卫星,第一次火箭差点爆炸,第二次完美升空

长征三号发射亚洲一号瞬间

1986年1月26日,美国“挑战者”号航天飞机爆炸,由此引发了国际航天发射市场运载工具的危机(因为有了航天飞机,美国曾停止生产一次性运载火箭),这反倒为长征系列运载火箭打入国际市场提供了良机。

1990年4月7日,中国用“长征3号”火箭将“亚洲1号”卫星送入了预定轨道。这是中国第一次用自己的火箭发射外国卫星,中国火箭正式闯入世界商业发射服务市场。虽然“长征3号”让中国航天进入了国际商业市场,但真正让中国航天站稳脚跟的却是被称为“长2捆”的“长征2号E”捆绑式火箭。

美国的航天飞机爆炸后,国际商业发射市场只剩下欧洲空间局的“阿丽亚娜”一家,造成许多卫星排队等待发射的状况。于是航天部设立了中国商业发展服务小组,前往美国调研国际卫星市场的发射情况。

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美国“挑战者”号航天飞机发射瞬间

小组的航空专家们发现,从80年代末开始,原本1.2至1.4吨左右的卫星,即将被大容量和长寿命的3吨大卫星取代。我国的“长征3号”火箭只能发射1.2至1.4吨重的卫星,在国际卫星发射市场竞争力不强,想要市场上站稳脚跟,必须研制大推力的大运载能力火箭。

火箭专家黄作义萌生了一个想法:以中国火箭里的长胜将军——“长征2号丙”(也称“长征2号C”)为芯级,在一级箭休上拥绑4个液体助推器,这样的话运载能力提升3倍,运载能力可达美国航天飞机的三分之一。

时任火箭院研究院院长的李伯勇认为这个方法可行,于是召集黄作义等航天专家进一步论证,并画出了以“长征2号丙”为主体的大推力捆绑式火箭——“长2捆”的原理草图。经测算,在增加4台液体助推器后,“长2捆”的运载能力一下子由2.5吨提高到9.2吨。

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长征2号丙火箭在吊装

专家们一致认为方案虽然大胆但切实可行,而且省时、节约投资还安全可靠。虽然“长2捆”还在方案阶段,仅仅有一张草图,为抢占先机,航天部就派出小组前往美国推销中国火箭,并在洛杉矶设立办事处,办事处只有黄作义和他的助手两人。

正是当年中国航天人大胆地开拓精神,才使得中国航天能在国际商业发射市场占有一席之地。彼时欧空局(欧洲航天局)的“阿丽亚娜”火箭刚进入国际商业发射市场时,为了打开局面,头两发是免费发射,达成了试验成功,打不成也不赔偿。而中国的“长2捆”仅仅只有一个方案一张草图,连火箭的影子都没有,这样到国际市场推销,难度可想而知。

然而,黄作义不仅是专业造诣很深的火箭专家,而且还颇具商业头脑。他敏锐地发现,大部分用户发射卫星都是来赚钱的,因此他们对火箭的可靠性和性价比非常看重。于是在向客户推销时,黄作义着重强调“长2捆”的技术成熟可靠,因为“长2捆”是基于“长征2号丙”火箭发展而来,而“长2丙”至今的发射成功率都是100%。

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“阿丽亚娜”火箭

虽然黄作义刚开始遇到不少挫折,但还是成功打动了不少用户。由于“长2捆”方案的切实可行,价格优惠,再加上“挑战者”号爆炸后国际市场无火箭可发射卫星,因此中国的“长2捆”方案吸引了不少用户的注意。

其中态度积极、热情最高的是美国休斯卫星公司。1986年10月,休斯公司派出代表团到北京,对“长2捆”进行了专门考察。火箭研究院院长亲自接待他们,并向美国代表团介绍了“长2捆”方案,休斯公司对此非常满意。

11月26日,休斯公司副总裁罗兹致函中国火箭研究院副院长何克让,他希望中方能在1989年9月到1991年9月期间,能用“长2捆”发射一颗美国卫星。为表诚意,罗兹还寄来一份订购协议草案,并表示愿意先期支付10万美元定金,定金将于次月中旬汇入中方账户。

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中国重型火箭研发

鉴于国际市场对“长2捆”反应良好,中国火箭研究院立即起草了研制该火箭的方案提报给航天部。虽说“长2捆”的研发以现成的“长征2号丙”为基础,但仍然要动用大量的人力、物力和资金,各方面的风险仍然很大,为了慎重起见,航天部专门派出小组对国际卫星发射服务市场进行一次全面调查。

调查认为,美国航天飞机停止发射后,“阿丽亚娜”火箭订单已经饱和,甚至3年之内不可能接收新的订单,此时正是中国运载火箭进入市场千载难逢的良机。不过,中国火箭只有约2年的窗口期,两年之后美国新一代消耗性火箭将要进入市场,苏联人也会来抢占市场。

日本的H-2火箭也将3年后加入市场竞争,也就是说,“长2捆”必须抢在日本H-2火箭之前进入市场,否则不会有吸引力。美国的卫星厂家和用户也急切希望“长2捆”进入市场,这就要求“长2捆”必须赶上1989年开始的新一代通信卫星的发射高潮才会大有作为。

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日本H-2火箭

经过评估,用2-3年研制“长2捆”完全有可能,因此1987年1月,航天部明确向外界宣布:将研制“长2捆”火箭。次月,中方与美国休斯公司签订用“长2捆”发射其卫星的合同意向书。1987年9月,美国休斯卫星公司获得澳大利亚通信卫星公司的两颗卫星订单,同时也向全世界宣布:将使用中国的“长2捆”火箭发射两颗“澳星”。

不过,这并不意味着用中国的“长2捆”发射“澳星”已是铁板钉钉,因为还有两个非常重要的问题需要解决:一是美国政府必须批准发放“澳星”出口许可证,也就是美国方面需要批准这两颗卫星运到中国发射;二是中方和美国休斯公司还没有签订正式合同,许多商务细节和问题没有谈妥。

第一个问题很快得以解决,当时中美关系尚在蜜月期,经过两轮谈判,美国政府同意将美国制造的“澳星”运往中国发射。但第二个问题始终无法谈妥,之前双方签订的协议里提到,如果到1988年10月31日还不能签订正式发射合同的话,过去双方签订的有关“长2捆”火箭的所有协议都将自动失效。

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美制澳大利亚卫星

这个结果中方和美国休斯公司都不愿看到,于是1988年10月30日,中方代表团抵达洛杉矶谈判,可当天的谈判未能成功,中方向休斯公司表示希望明天再谈一次。虽然美国人表面上说要放弃谈判,但内心其实很想做成这笔买卖,之所以迟迟不肯签合同,只是想争取更加有利可图的条件。

双方主要的谈判焦点是保险问题,10月31日,从早上9点一直谈到晚上7点,连续谈了10多个小时,双方都没有吃饭,但谈判却陷入了僵局。原来,自从1984年以来,美国和法国航天发射相继失败,因此针对航天发射的保险费用提高了5倍多,许多保险公司因此倒闭。

但许多保险公司仍然心有余悸,不敢轻易为航天发射提供保险。在这种情况下,为了帮助中国的长征火箭打入国际市场,中国某保险公司只好冒着风险,为“长2捆”火箭发射“澳星”提供保险。但到底该为这个发射如何投保,保费多少钱,中方保险公司也拿不准。

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长征2号丙火箭

美国方面则要求中国保险公司不仅要出面担保,担保还需要达到一定的金额,但这个金额中方保险公司无法承受,于是谈判陷入僵局,此时距离最后时限只剩下5个小时!关键时刻,黄作义抛出杀手锏:“很遗憾,先生们,如果我们今天解决不了问题,签订不了合同,那明天将有另一家公司和我们进行洽谈。很抱款,我们的优惠价格只向最先使用中国火箭的用户提供。”

美国人立即听出了黄作义的言外之意:如果休斯公司今晚不签合同,中国就将找别的公司合作;要想以后再找机会合作,价格优惠可就没有了!而中国提供的价格优惠,恰恰是休斯公司愿意使用“长2捆”的最重要因素。于是美方提议休会半小时,不到半小时,美方继续回到谈判桌,同意按照中方的规则签订发射服务合同。

这个火箭发射合同在世界航天发射史上史无前例,因为“长2捆”火箭还没有造出来,仅凭着一个方案,就与世界上最大的卫星制造公司——美国休斯公司签订了一个正式的发射合同,这不得不说是一个奇迹。

当然,美国人的钱也不好赚,合同有明确规定:在1990年6月30日前,“长2捆”火箭必须有一次成功的发射试验。如果这次发射试验失败,或者无正当理由推迟发射,休斯公司有权终止合同,并且罚款100万美元。

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长2捆研发人员开会研讨

从合同签订1988年11月到1990年6月30日规定的第一次成功发射试验,整整20个月,要在20个月内造出“长2捆”火箭,还必须保证首飞成功,时间之紧,压力之大,是不难想象的。而且万一搞不好,不仅经济上损失巨大,国家的名声,荣誉也会受到影响。

国内一个新型号火箭从研制到定型一般需要4到5年的时间,即便是美苏这样的航天大国,一个大型运载火箭,至少也要2到3年的时间,留给中国航天人的时间非常有限,形势自然是非常严峻。

火箭专家王永志担任工程总指挥,一张按常规不能完成的时间进度表很快摆在各系统研制者面前:100天内解决解决20项技术难题,完成全箭24套44万张设计图纸;400天内生产出十几万个零件;180天内完成大小30多项地面试验。

虽然看起来这是一个无法完成的计划,但“长2捆”的研发人员大都参加过“两弹一星”的研制,都深得“两弹一星”精神的精髓。“长2捆”研制者们的那种没有报酬的拼搏精神让人感动,在研制“长2捆”的那段日子里,他们这些人成了没有家庭,没有亲戚,没有朋友的人,昼夜拼搏,连续加班,使他们几乎忘记了自己的一切,有些妇女连家里的锅碗瓢勺放在什么地方都不知道了。

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长2捆箭体

对于捆绑式火箭,研究人员除从国外的画上看到过外,没有任何可资参考借鉴的资料,只得自己一步步摸索。在对火箭进行藕合模态分析时,中国研究人员又遇到难题——没有大型计算机。

中方提出请美国同行帮一下忙,代为计算一下,但美国方面提出200万的报酬要求,中方人员只得自己用微型计算机日夜不停的连续计算5个月。最后,计算出来的数字连小数点后面的尾数也与美国人用大型计算机计算出来的结果完全一样,美国专家都伸出了大拇指连连赞叹。

许多西方空间技术专家不相信中国人会如期造出“长2捆”火箭,就在距首发时间七、八个月的时候,他们还认为发射时间至少要推迟1年半的时间。阿丽亚娜公司在1990年3月特意准备了1份发射“澳星”的合同,准备在1990年6月30日中国失约后取而代之,把“澳星”抢走。

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长2捆总指挥王永志

令阿丽亚娜公司感到遗憾的是,1990年6月29日,比合同规定的时间提前1天,中国的“长2捆”火箭真的竖立在了西昌发射场新建的2号工位发射架上。提前1天,是总指挥王永志特意规定的,就是为了证实中国人的能力。美国德尔塔火箭总设计师史密斯听说中国在8个月内造出“长2捆”火箭后,忍不住惊叹道,像这样的火箭,美国人至少还需要干3年才能搞出来!

1990年7月16日,“长2捆”火箭首次飞行试验成功。这次试验发射的“长2捆”火箭上载着一颗“澳星”模拟星和一颗为巴基斯坦搭载的科学试验卫星。所谓“澳星”模拟星,实际上就是和“澳星”重量相等的一个铁疙瘩。

首飞的成功,再次验证了火箭设计方案的正确性,如期履行了国际商业发射合同,为中国赢得了巨大的商业信誉。在重型运载火箭技术方面,中国一跃成为世界上仅次于美国、苏联,与法国并列第三的国家。

1991年9月19日,澳大利亚卫星公司和美国休斯公司联合组成的一个代表团来到北京,对“长2捆”火箭进行了全面而严格的评审,最后表示满意。随后一架美国波音747大型货运飞机将“澳星”运抵西昌发射场。

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王永志与长二F火箭

1992年3月22日,西昌的天气很好,非常有利于发射,“长2捆”火箭进入发射场后,几次检测状态良好,都很顺利。从西昌到北京,从天南到地北,亿万中国人都在等待着点火时刻的到来,都在期盼着成功的瞬间。

然而,万分遗憾的是,当指挥员发出“点火”口令后,人们看到的只是火箭底部喷出了滚滚的浓烟,巨大的“长2捆”抖动了几下,便是原地不动了。接着,高音喇叭里传出了“紧急关机”的口令,发射出乎意料地失败了!

紧急关机后仅10分钟左右,6个发动机喷出的余火还在燃烧,从箭体中泄漏的燃料仍在不断地腾起滚滚的烟雾,空气中弥漫着浓浓的鱼腥有毒气体。当专家们查看火箭底部时,无不感到极为震惊,火箭已经错位,距离发射台只剩下几毫米。

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长2捆箭体吊装

如果再继续错位一点,50多米高、装满400吨燃料的“长2捆”火箭就会倾倒,就会大爆炸,其爆炸威力相当于1万吨炸药,发射场方圆25公里范围内就会化作一片火海。虽然随时都有可能发生爆炸,但赶到现场的专家、指挥人员和抢险队的官兵仍奋不顾身冲上去。经过39个小时的拼搏,终于保住了“澳星”,保住了发射场,保住了“长2捆”火箭。

这次失败给“长2捆”研制人员造成了巨大的心理压力,给他们心灵上造成的打击比任何人都异常沉重,刻骨铭心。仅仅一夜的功夫,人们发现第二天的总设计师王德臣,不仅瘦了一圈,而且本已斑白的头发又白了一片。但从中央领导到广大人民群众没有一个人责怪他们,而是反复地安慰和鼓励他们。

“长2捆”第一次发射“澳星”失败后,外界曾有传言,说合同将会被取消,中国将面临巨额索赔。事实并非如此,无论是休斯公司方面,还是澳大利亚通信卫星公司,虽然他们都渴望发射“澳星”能够一举成功,但他们都深知航天发射是一种高风险事业,出现意外在所难免。

他们不但对中方在紧急情况下能够保住卫星、保住发射场的能力和勇敢表示钦佩,而且对中国的“长2捆”火箭仍然抱有信心,不打算改变用“长2捆”发射“澳星”的初衷。失败后的第二天,休斯公司方面负责人在西昌发射场找到中方有关领导,希望尽快安排下一步计划。

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长2捆发射瞬间

第三天,澳大利亚通信卫星公司和美国休斯公司在悉尼发表了一份联合声明:尽管中国的“长2捆”火箭22日晚发射“澳星”没有成功,但两家公司完全相信问题会得到解决,下一次发射将会得到尽快安排,我们无意改用其他国家的火箭来发射这两颗“澳星”。

“澳星”是休斯公司制造的24颗同类新型卫星的第一颗,无论对休斯公司还是对澳大利亚通信卫星公司都很重要。休斯公司急需该星发射入轨,投入使用,显示其优越功能,以便占领市场,赚取利润。澳大利亚通信卫星公司则急需该星投入使用,以便接替天上即将到期的通信卫星。

中美澳三方原定的发射计划是1992年3月发射第一颗“澳星”,8月发射第二颗,由于第一颗发射失败,打乱了原计划,给美、澳两方都带来了麻烦。因此,两方都希望中方尽快组织第二次发射。

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中国火箭箭体

事后经过调查,这次发射失败的原因是由于点火启动器控制连接点上,出现了一个不该出现的、重量仅为0.15毫克的铝屑。一个概率极小的偶发事故,正是这一点点多余物,导致了这次“长2捆”的失败!中国的火箭专家仰天长叹,也令外行人感叹不已。

本来,基于发射服务合同有关条款,中方已经将3月22日的发定义为完全失败。但休斯公司提出了异议,认为应该视为“发射中止”,火箭修复后继续发射,中方认为美方言之有理。于是,经中、美和保险公司三方磋商,最后将发射定义为“发射中止”,在合同上不计入“失败”记录,保险公司不用赔款但继续为再次发射担保,中美双方则获得了一次再发射的机会。毫无疑问,这是一个聪明的主意,各得其所。

但受伤的火箭不能用了,中国人必须在最短的时间之内造出一枚新的“长2捆”。1992年3月24日,发射失败的两天之后,航空航天部定下了再造一枚“长2捆”的计划,排出了不容置疑的时间表:5月,配齐零部件;6月,装配出厂;8月,再次发射。

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长征五号遥二火箭

中国航天人默默地开始了火箭再造之路,他们忍着心灵的伤痛、顶着巨大的压力,终于在发射失败100天后,再造了一枚新的“长2捆”火箭。7月4日,新的“长2捆”火箭运抵西昌发射场。与此同时,中方、美方和澳大利亚方面的各路航天专家及有关人员也再次云集西昌,开始了发射前的各项准备工作。

中国航天人明白,这是一次背水之战,只能成功,不能失败。一但再次失败,“长2捆”就将失去发射“澳星”的机会,中国已经打开的进入世界商业发射市场的大门将被关闭。3月22日的失败,给中国航天人造成了巨大的精神压力,留下了一道挥之不去阴影,上上下下,方方面面,都害怕再次失败,怕到了敏感的程度。

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中国如今有多款新型火箭

综合各方面考虑,“澳星”发射的日期最后选定在8月14日。当天上午7时,天气很好,“长2捆”火箭在隆隆巨响声中,拖着红色的烈焰,载着“澳星”直奔太空。大约20分钟后,西安卫星测控中心传来星箭分离时的卫星姿态数据和卫星初步轨道根数,经美方和澳方审阅,参数完全吻合,当即签字。

于是,发射指挥长向全世界宣布:根据刚刚获得的测量数据表明,中国“长2捆”火箭已将“澳星”顺利送入预定轨道,中国这次发射完全成功!如今,中国各型火箭已实施48次国际商业发射,为国际客户提供了17次搭载发射服务,客户遍布世界各个国家,成为国际航天市场上一支重要力量。

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