来源:国际太空
目前,我国商业航天发射任务模式可主要划分为传统模式、酒泉模式、文昌模式、海阳模式,其区别主要体现在建设运营、任务组织模式、任务资源保障等方面。上述除传统模式以外的新兴模式在任务安全监管实践中更为突出地暴露了测试发射力量薄弱、安全监管链条尚未闭合、标准规范与数据信息不完善等问题。建议通过组建商业航天发射任务专职测试发射力量,厘清理顺安全监管全链条的职责分工与协同工作机制,建立完善商业航天发射任务安全监管信息数据共享平台与标准规范体系等措施加以改进。
商业航天发射任务是指发射主载荷为商业航天器的航天发射任务,商业航天器的技术、产品、服务主体以及投资实施与风险承担主体是按照市场机制为用户提供服务的商业企业。在商业航天产业迅猛发展、低轨巨型商业星座发射需求激增、商业航天发射场陆续建成投入使用等因素的推动下,近年来我国商业航天发射任务呈持续快速增长态势(至2025年度占比已超60%),且在国家航天发射场实施的传统模式之外,又涌现出酒泉模式、文昌模式、海阳模式等在多个在商业航天发射场实施的新兴任务模式。然而不容忽视的是,目前商业航天发射任务成功率相比国家发射任务还存在明显差距,接连出现由产品设计缺陷、生产制造工艺不合理、测试发射操作失误导致的各类质量安全问题,暴露出商业航天发射任务安全监管工作还需改进。
根据任务实施所在发射场的不同,目前我国商业航天发射任务模式主要包括:以国家航天发射场为代表的传统模式,以东风商业航天创新试验区为代表的酒泉模式,以海南商业航天发射场为代表的文昌模式,以及以东方航天港为代表的海阳模式,其主要区别体现为发射场建设运营、任务组织实施、任务资源保障三个方面。
发射场建设运营不同
传统模式下,发射场由国家根据重大工程任务需要,按照体系规划统筹建设,且经过60余年发展历程已形成了相对成熟的运营模式。酒泉模式下,发射场建设用地以及通信、供电、供水、公共道路等通用基础设施由国家航天发射场提供,商业航天企业根据自身需求,按照场区统一规划自行投资建设总装测试厂房、发射工位等专用试验设施,并依据其与国家航天发射场签订的特许管理协议享有专用试验设施的优先使用权。文昌模式下,建设用地不再由国家航天发射场提供,但场区选址仍毗邻国家航天发射场,在建设规划获得国家有关部门批准的前提下,全部发射试验设施的建设运营均由发射场所属企业负责。海阳模式下,发射场选址则不再毗邻国家航天发射场。
任务组织实施不同
传统模式下,产品进场后由国家航天发射场牵头成立指挥部负责场区工作的组织实施,运载火箭测试发射工作由国家航天发射场专职测试发射力量在研制企业技术人员的把关下开展。酒泉模式下,由国家航天发射场与运载火箭研制企业共同牵头成立协调组负责场区工作的组织实施,运载火箭测试发射工作由研制企业技术人员在协调组下设质量安全监管小组的监督下开展。文昌模式下,上述协调组由商业航天发射场与毗邻的国家航天发射场共同牵头成立,运载火箭测试发射开展与酒泉模式类似。海阳模式下,鉴于发射场任务力量仍处于发展形成过程中,上述负责任务组织实施的协调组由与之建立了固定合作关系的国家航天发射场根据运载火箭类型,选择单独牵头或联合运载火箭研制企业共同牵头的方式成立,对应运载火箭测试发射操作开展分别与传统模式以及酒泉模式相同。
任务资源保障不同
传统模式下,包括发射测控、通信、气象保障、推进剂与常规用气及其化验等在内的绝大部分任务所需资源均由国家航天发射场负责统筹配套保障。酒泉模式下,各类推进剂与用气保障改由星箭产品研制单位自行采购,发射测控、通信、气象保障、推进剂化验仍由提供建设用地与通用基础设施保障的国家航天发射场提供。文昌模式和海阳模式下,在商业航天发射场能力形成阶段,发射测控、通信、气象、推进剂化验仍由其毗邻或建立了固定合作关系的国家航天发射场根据需要提供保障或技术支持;后续逐步由商业航天发射场自行保障,或与国家航天发射场统筹新建保障资源。
近年来我国商业航天发射任务中质量安全问题时有发生,特别是使用民营商业运载火箭实施的商业航天发射任务圆满成功率不足80%,明显落后于同期国家航天发射任务约98%的成功率,在测试发射力量、安全监管链条、安全标准规范与信息数据等方面暴露出了问题。
测试发射力量薄弱,
难以应对快速增长的产品型号与任务数量
对于酒泉模式、文昌模式和海阳模式,目前任务中运载火箭测试发射操作大多采用由研制单位抽调型号生产研制岗位人员组建临时测试发射队伍的方式开展,这种方式有助于在企业初创期降低人力资源成本,并避免因产品技术状态向第三方交接不够充分引发的安全风险。但鉴于测试发射操作力量直接接触星箭产品,其实际上还担负着发射前产品质量、安全设计、大系统接口关系匹配性的最终验证把关职责,工作成效将直接影响任务安全性。而长远来看,这种“既当运动员,又当裁判员”的模式并不利于产品质量安全隐患及时有效地被发现和消除,近年来任务实践也证明上述临时组建的测试发射队伍在发射场更易发生误指挥、误操作问题。
对于传统模式,在国家航天发射任务持续快速增长且人员编制规模不断精简的趋势下,未来国家航天发射场可投入用于兼顾支持商业航天发射任务的测试发射力量将更加有限,由此导致的测试发射力量缺口,仅依靠运载火箭研制企业难以填补。
监管链条尚未闭合,
难以发挥各监管力量协调配合的体系效能
一是有关监管单位间的职责分工不够清晰。对于商业航天发射任务全链条、各环节安全监管工作,当前有关政策文件仅对工作内容、开展形式以及涉及的监管单位做了规定,但尚未明确各监管单位的具体分工与协同机制,导致任务实践中其在部分事项上出现职责重合或“挂空挡”的情况仍有发生。此外,对于重复使用运载火箭回收复用链路中的检测维修、动力系统试车、进场复用许可等环节,以及商业航天发射试验设施建设运营所涉各环节,有关监管单位间的职责分工仍不清晰,且尚未形成协同工作机制。
二是产品进场前后安全监管衔接不紧。相比国家航天发射任务,目前使用民营商业运载火箭在商业航天发射工位实施的商业航天发射任务大多未设工程总体、项目管理、驻研制企业代表等专职组织机构负责协调衔接各大系统在产品进场前后的安全监管工作。而现有主管部门也因缺乏专业人员与技术条件,难以对产品研制生产环节实施深层次有效监管。这导致当前任务实践中相关工作主要由企业自身承担。在发射场测试项目对源自生产工艺、装配精度、部组件质量的内部器质性问题尚无法做到全面覆盖的情况下,一旦在产品进场前埋下了涉及发射场不可检、不可测项目的风险隐患,就可能导致任务出现质量安全问题,甚至引发危及公共安全的事故。
三是质量安全数据信息高效共享缺乏机制保障。从商业企业的视角看,过往发生的质量安全问题定位及其对应的归零与举一反三措施等信息,目前仍处于产品研制企业各自分别统计维护的状态,尚未形成统一的信息共享知识库,不利于其充分吸取教训,避免重复发生低层次质量安全问题。从安全监管者的视角看,商业航天发射任务安全性审查把关所涉及的产品技术状态、安全设计方案、发射飞行大纲、弹道与航落区、质量问题及其处置情况等数据信息往往直到参加相关审查会议时才能全面呈现,且会后的修改完善情况也存在反馈不及时的问题,导致工作质效难以得到充分保障。
标准数据仍不完善,
难以支撑保障安全审查工作精确高效开展
一是着眼安全标准规范。一方面,当前任务工作实践中依据的既有国家强制标准,也有行业推荐标准,还有在部分单位内部适用的安全性规范,因颁布时间、适用对象、关注重点各异,其对于同一任务安全事项的规定还存在粗细程度不均、指标要求不一致的情况。另一方面,对于发射任务管制空域划定、运载火箭航落区安全性打靶仿真建模计算方法等事项,现有标准规范尚未给出清晰明确、可操作性强的规范性要求,且尚未将多机并联运载火箭部分发动机失去动力、箭体故障状态下意外折断、复用回收子级原场回收返回段飞行故障等新情况、新问题纳入考虑。
二是着眼数据信息。对于任务航落区设计与安全性复核所需的卫星图像、人口密度栅格,以及分布于我国内陆及周边海域的重大水利水电工程设施、交通干线与枢纽、电网干线、油气输送干线、重要历史文化遗迹、重要宗教场所、高风险工矿企业、海上作业平台、重要海上航线等需要规避的重点风险目标,目前尚无统一权威的信息数据来源渠道。任务实践中各单位主要通过现场勘察、互联网搜索、过往任务积累等手段各自分别获取,难以保障安全监管工作的准确性、时效性。
组建商业航天发射任务专职测试发射力量
商业航天发射任务专职测试发射力量的主要职责包括:在运载火箭研制生产阶段,深入了解掌握其技术状态并对其出厂前质量和安全性进行监督把关;在商业发射任务组织实施阶段,承担运载火箭总装测试以及加注发射等过程中所有“一岗”操作;在任务资源配套保障过程中,统筹协调任务所需的各类资源保障。可依托运载火箭研制企业自有测试发射力量或由地方政府/有关主管部门牵头组建,不隶属于任何发射场或运载火箭研制企业,以确保其履行任务安全和质量监管工作职责的独立性和客观性。国家航天发射场专职测试发射力量可在岗位资格管理体系与任务文书体系建立、人才培养、技术交流等方面为其提供必要帮扶,助力其尽快形成能力。
厘清理顺安全监管全链条的
职责分工与协同工作机制
充分借鉴美联邦航空管理局(FAA)牵头与美国家航空航天局(NASA)、国家交通安全委员会(NTSB)、国防部空军部(DAF)等部门机构通过就各安全监管事项签订协议备忘录(MOA)和谅解备忘录(MOU)的方式。进一步明确包括产品进场前阶段的行业准入、研制生产、发射计划编制、安全设计审查、发射许可审查等环节,以及进场后阶段的测试发射操作、关键任务节点审查、质量问题处置把关等环节在内的商业航天全链条安全监管工作牵头责任单位,及其与各参与单位间的协同工作机制。此外,还应针对重复使用运载火箭回收复用安全监管和商业航天发射试验设施建设运营安全监管等新涌现问题,结合不同任务模式的特点,加快补充研究制定更加详尽清晰、可操作性强的安全监管职责分工与协同工作机制。
建立完善商业航天发射任务
安全监管信息数据共享平台与标准规范体系
建议由国家商业航天安全监管主责部门牵头,协调地方政府、海事部门、各航天发射场有关部门以及星箭产品研制企业等,通过统一汇总维护我国历次商业航天发射任务的安全性设计、质量问题及其处置过程,以及首/航/落区安全风险目标、人口密度栅格、卫星图像等,建立商业航天发射任务安全监管信息数据共享平台。并按照有关信息管控要求和工作实际需要向商业航天发射任务有关产品研制企业和质量安全监管单位开放访问权限,以促进各方通过及时准确掌握相关信息数据切实提升安全监管工作质效。此外,还应由国家商业航天安全监管主责部门牵头,联合任务参与各方,通过梳理整合现有标准规范、补充制定新出现安全事项要求规定等措施,尽快推出科学合理、一致性与可操作性更强的商业航天发射任务安全监管标准规范体系。
商业航天发射工位展示
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