你來我往數個回合的乒乓球賽之后,航天員朱楊柱笑著張開嘴巴,把上一刻充當“乒乓球”的水珠一口吞下。這是發(fā)生在9月21日“天宮課堂”第四課的趣味場景,授課的地點是在宇宙里的中國空間站。
而在中國的大地上,航天產業(yè)鏈的企業(yè)都是一派如火如荼的忙碌景象。四、五條頭發(fā)絲寬度的金屬細線快速地交纏,將在未來某一天耐受極端的高溫,充當火箭的神經網絡。展開面積超兩個羽毛球場,厚度卻不足一毫米的柔性太陽板整裝待發(fā),將成為空間站的能量之源。
順利完成“三十年,三步走”的中國載人航天事業(yè),正以空間站的開發(fā)利用以及載人登月為目標開啟新的篇章。參與中國航天產業(yè)的建設者們補鏈強鏈不停歇,以科研攻關、產業(yè)轉化為突破口,向著新的載人航天夢想不懈努力。
非凡三十年
2023年,我國載人航天事業(yè)不斷傳出激動人心的大消息。圍繞空間站應用所展開的一系列發(fā)射計劃有條不紊——天舟六號貨運飛船、神舟十六號發(fā)射任務圓滿成功,神舟十七號載人飛船預計將在本月發(fā)射。7月份,我國載人登月計劃初步方案正式官宣,中國載人航天工程辦公室副總設計師張海聯(lián)宣布,“我國計劃在2030年前實現(xiàn)載人登陸月球開展科學探索?!?/p>
從零起步,一步一步走進空間站公開授課,又將要親身抵達月球表面,中國的載人航天事業(yè)正在開啟新的篇章。歷經三十年的持續(xù)研發(fā)突破,我國載人航天工程在去年全面實現(xiàn)了載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略目標。
國家級航天相關單位專家向證券時報記者介紹,所謂載人航天“三步走”包括掌握天地往返、空間出艙、空間交會對接等一系列載人航天領域關鍵技術。具體來看,第一步,完成的標志是發(fā)射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程;第二步,突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術等,解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應用問題;第三步,建造空間站,解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應用問題。
對于華菱線纜(001208)總經理熊碩而言,服務中國載人航天事業(yè)的這些年里,他最寶貴的記憶就是神舟七號的成功發(fā)射。在2008年的太空之旅中,宇航員翟志剛依靠華菱線纜生產的“電臍帶”成為了第一個太空漫步的中國人,也意味著中國完成了“第二步”中航天員出艙活動技術的突破。
直至今日,翟志剛進入太空時所使用的出艙電臍帶纜,仍有一小部分珍藏在華菱線纜的企業(yè)展廳中。歷經15年,通過斷口可以看到這條“電臍帶”內的各條金屬纜線仍然光潔如初?!暗灾緞傄揽窟@根‘電臍帶’確保與航天器的鏈接,并且實現(xiàn)生理信號、通信信號的傳遞?!毙艽T感慨,“作為一個中國人,一家中國制造企業(yè),能夠為支持中國的宇航員在太空漫步作出一點點貢獻,我們非常驕傲。”
在2011年登空的神舟八號,則堅定了景嘉微(300474)創(chuàng)業(yè)團隊投身芯片賽道的決心。景嘉微董事長曾萬輝稱,“我們當年還是一個創(chuàng)業(yè)小團隊,幫助解決了神舟八號顯控驅動軟件的問題,但在服務過程中,我們發(fā)現(xiàn)神舟八號所使用的那款進口顯控芯片面臨停產風險,一旦真的停產,國家供應鏈會出現(xiàn)問題,從這一刻起創(chuàng)業(yè)團隊下定決心,要在芯片領域創(chuàng)業(yè)?!?/p>
服務神舟八號項目時產生的危機感,激勵著景嘉微不懈探索。在接下來的近10年里,景嘉微在技術上解決了GPU芯片0到1的問題,在企業(yè)發(fā)展上也完成了從創(chuàng)業(yè)到上市的跨越。2021年,景嘉微完成了芯片產品的第三代迭代,開始了向中國自主通用GPU芯片市場的進發(fā)。
伴隨航天事業(yè)共成長的企業(yè)還有很多,服務國家事業(yè)的驕傲是企業(yè)家普遍的情感。湖南民營企業(yè)航天環(huán)宇(688523)服務國家航天事業(yè)已經接近20年,公司董事會秘書李嘉祥直言,“20年來我們參與了上百個型號任務,沒有在任何一個型號上面掉過鏈子,這是我們最大的驕傲。”目前,航天環(huán)宇的業(yè)務范圍已經拓展至航空、通信等領域。
與航天事業(yè)共成長
“自1992年立項實施起,中國載人航天工程就著眼于充分發(fā)揮應用效益的目標。” 載人航天工程新聞發(fā)言人林西強的發(fā)言,點明了在充分展示人類探索精神之外,航空事業(yè)在服務國計民生方面所發(fā)揮的巨大作用,“工程4000余項成果廣泛應用于國家各行各業(yè)。比如,微重力流體、燃燒和材料科學等方面的研究成果為解決國家材料短板問題、改進相關產品生產加工工藝等作出了貢獻。”
熊碩向記者表示:“如今,華菱線纜做一些通用產品,挑戰(zhàn)性已經不大了。航空航天產品獨特的應用領域和高標準、高可靠性的性能要求,對我們的工藝和材料、產品交付都有極高的要求,練兵的作用非常強。服務航天事業(yè)的經歷,鍛造了華菱線纜業(yè)內第一集團軍的技術水平,積累了技術和產品儲備,我們要把在航空航天的應用心得進行技術轉化,不斷在民用方面進行推廣。”
以華菱線纜在航天領域覆蓋較廣的超高溫點火電纜為例,這種電纜要求在火箭點火產生的上千度急速燃燒的情況下正常使用,研發(fā)和生產難度較大。熊碩介紹,如今公司已經把這一技術應用在民用冶金行業(yè),目前高爐煉鋼中采用的高溫測量監(jiān)測電纜,其實就是使用航空航天線纜所需的高溫技術開發(fā)的。
對于華菱線纜而言,將航天技術向民用產品轉化的案例并不少見。隨著電纜產品在能源、礦山、新能源等新興領域應用的逐步深入,民用電纜所面對的設備復雜度、環(huán)境嚴酷度也不斷提升,亟需提升對溫度、濕度、高度、鹽霧、沖擊、振動等環(huán)境因素的適應能力。而對于華菱線纜而言,應對“輕、軟、小、耐高低溫”等嚴苛性能要求正是公司的拿手好戲。
3D打印行業(yè)同樣受益于航天事業(yè)的發(fā)展,這一領域對高精度、穩(wěn)定性、耐用性要求較高,且包含較為復雜的內流道,3D打印技術恰好能夠有效地解決大尺寸件、超薄壁件、復雜內流道結構、異形結構等痛點。近些年來,民營航天企業(yè)的成長進一步推升了這一技術的重要性,3D打印正逐步成為商業(yè)航天的創(chuàng)新利器。
隨著航天行業(yè)在3D打印領域先行者的作用逐步發(fā)揮,3D打印技術成熟度不斷提高,批量效率的持續(xù)提升,應用成本明顯降低。目前,這一技術在汽車、模具、醫(yī)療、電子產品等民用工業(yè)領域的應用深度和廣度持續(xù)擴大。
據專注于3D打印行業(yè)的華曙高科(688433)介紹,目前公司已經與一汽大眾、上汽集團、濰柴動力、寶馬、戴姆勒、巴斯夫等在汽車零部件優(yōu)化設計、研發(fā)驗證及小批量制造等方面開展3D打印創(chuàng)新應用。隨著應用場景的擴大,華曙高科業(yè)務規(guī)模逐步擴大,今年4月華曙高科在科創(chuàng)板成功上市,上市后首期半年報顯示,公司營收、凈利潤實現(xiàn)了雙增長。
除了帶動產業(yè)鏈發(fā)展壯大,在宇宙空間中開展的各類實驗研發(fā)也讓許多行業(yè)受益匪淺。以生物產業(yè)為例,我國利用飛行任務開展的航天育種搭載實驗累計已達3000余項,育成主糧審定品種240多個,蔬菜、水果、林草、花卉新品種400多個,創(chuàng)造直接經濟效益逾3600億元,年增產糧食約26億公斤。
羅萊生活(002293)表示,公司搭載神州十二號飛船回地球的“中棉羅萊1號”太空種子已提取出符合羅萊超柔定位的基因,并培育至M3代,目標形成超柔床品,滿足消費者更高的需求。
邁向新目標
“三十年,三步走”,滋潤各行各業(yè)。中國的航天事業(yè)取得累累碩果的同時,瞄準著未來十年的航天新夢想不停邁進,也牽引著相關企業(yè)不斷進化升級,補鏈強鏈。
“實現(xiàn)載人飛行并登陸月球,需要進入奔月軌道的全部載荷達到50噸至100噸級,而中國目前最大的運載火箭奔月軌道運載能力僅為 8.2噸,需要的發(fā)射次數過多,任務適應能力不足?!敝袊教炜萍技瘓F有限公司研究員張智在近期發(fā)表的論文中建言,“研制運載能力更大,滿足載人飛行標準的新一代載人登月運載火箭,是當務之急?!?/p>
記者獲悉,圍繞載人登月的科技研發(fā)已經全面展開。張智在前述論文中介紹,圍繞新一代載人登月運載火箭研制,相關科研院所已經瞄準了以13項重大關鍵技術為代表的120項關鍵技術展開研發(fā),以提升中國運載火箭的研制技術水平和能力。最終目標全新研制出具備高可靠性、高安全性的載人火箭,將中國奔月軌道運載能力由 8.2噸提升至 27 噸,填補中國載人登月的能力空白。
航天事業(yè)這樣的國家工程,既要高科技,也要降成本,讓普羅大眾共受益。充分發(fā)揮應用效益仍是中國航天事業(yè)的顯著特征,國家級航天相關單位專家說,在航天事業(yè)上如果一直依靠國家投入是很難持續(xù)的,技術發(fā)展的可持續(xù)需要體現(xiàn)在經濟價值上。民族受益,國家受益,企業(yè)主體也要受益,這件事情才可持續(xù)可壯大。航天事業(yè)是有眼光的企業(yè)應該探索的方向。
針對重點品種研發(fā)方向,華菱線纜已經制定了創(chuàng)建世界一流專業(yè)領軍示范企業(yè)的三年行動方案,正在對標對表開展相關技術研發(fā)。目前,華菱線纜自主研發(fā)生產的航空航天用輕型導線、宇航員用臍帶電纜、抗電磁脈沖電纜、超高溫電纜等均實現(xiàn)了進口替代。
在產品實現(xiàn)國產替代的同時,華菱線纜也愈發(fā)重視生產裝備的國產化。2020年,華菱線纜采購了公司第一臺國產35KV三層共擠生產線。熊碩說,“華菱線纜立足于積極配套,緊跟國家的航天技術發(fā)展的節(jié)奏和技術要求,積極地鼓勵和支持中國國產化的推進。不過國產化并不是排斥進口,我們還是要向世界一流的企業(yè)學技術、學管理,這是不容置疑的?!?/p>
景嘉微則正在推進總募資金額達39.7億元的定增計劃,全力推進高性能通用GPU芯片研發(fā)及產業(yè)化,推動打破GPU產業(yè)國外壟斷格局。曾萬輝坦言,“在高端GPU芯片領域,中國企業(yè)與國際龍頭相比仍有8年左右的差距,但越往后我們追趕的速度會越快。中國這么大,不可能沒有自己的GPU?!?/p>
剛剛在6月完成上市的航天環(huán)宇,將IPO募集資金投入到衛(wèi)星通信、測控與測試裝備的產業(yè)化中,以幫助公司把握國家航天產業(yè)和衛(wèi)星通信產業(yè)大發(fā)展的機遇,為更多的型號裝備及民用產品出力。李嘉祥告訴記者,除了瞄準高難度產品、高技術含量的產品之外,公司還以低成本制造擴大經營為主要方向,研究如何設計柔性生產線、如何降低生產成本提高生產效率。
目前,中國空間站為期十年以上的應用與發(fā)展階段剛剛開始,距離預期中的中國人首次登陸月球還有七年,參與中國航天事業(yè)的建設者已經全力以赴。今年8月剛剛返程的神舟十五號航天員費俊龍在記者見面會上講話,說出了航天工程建設者們的普遍心聲,“親自參與、親自見證我們中國人登上月球,那一刻在我們的人生當中一定是最燦爛的,這一天的到來將是我們中華兒女最激動也是最自豪的時刻?!?/p>
責編:張騫爻
校對:廖勝超