“点火!”海南商业航天发射场测发大厅内,口令响起。不远处的发射工位上,长征系列运载火箭正向太空进发。
火箭发射的“名场面”背后,整齐排布的气舱、纵横交织的管道,在一次次“呼吸”间为火箭加注供气。每一次腾飞,都离不开对稀有资源的精打细算。
“这里面存的都是‘黄金气体’,每次发射都离不开它。”来到氦气源系统前,文昌航天发射保障有限公司副总经理何艳介绍,性质稳定、不与火箭燃料反应的氦气是“清洁工”与“调节器”。发射前,氦气要先在管路里“跑”一趟,清除杂质和空气。此外,在火箭加注液氢、液氧时,要用氦气稳定推进剂贮箱的压力,避免贮箱塌陷。
因此,氦气在火箭发射过程中不可或缺,更是名副其实的“黄金气体”。在我国,氦气对外依存度高,价格昂贵。
“商业航天特别关注成本,每一分钱都要花在刀刃上。”何艳说。
“换了种方案,就省了将近150万元。”氦气源系统负责人符靖林对“换”氦气的场景印象深刻。厂家运来的储气罐等设备容腔充满氮气,要投入使用,就得置换成高纯度的氦气。
氦气怎么“换”?一开始很简单,氦气往里充,氮气往外跑,反复循环吹除,直到里面全是氦气。这种方案风险小,但氦气消耗也高,算下来要花180余万元。
如何更节省?在化工行业已有应用的抽空置换法进入团队视野。“先排氮气,再抽真空,降低到一定压力后,再往里面充入氦气。”符靖林介绍,初步计算,这一方法能节省25%以上的氦气。
新方法也有风险,把握速度很重要。如果抽真空太快,罐内气压太低,气罐会被“压扁”;此外,氦气充得太快,会将气体“挤”进抽真空机,造成损坏。“我们定了闹钟,10分钟看一次设备状态。”符靖林和同事两班倒,16个氦气储气罐、2台气瓶车不间断运行。
置换工作结束后,对气腔取样化验的数据显示,新方法节约氦气1.36万基准立方,置换实际成本不到40万元。
节约氦气,不仅在“起点”,更在发射日常。发射前,结合不同火箭型号的历史用气量,用高压、中压、低压等级气瓶适配不同需求;发射后,借助阀门和膜压机,将原本会跑掉的氦气回收至储气罐。
“黄金气体”的节能账,还能再往前算。气体供应离发射场更近,成本也能降得更低。“我们的工厂距离发射塔架只有几公里,生产、储存、充装、运输全链条都能打配合。”海南九丰特种气体有限公司相关负责人杨春介绍,企业能就近提供液氢、高纯液态甲烷、氦气、液氧、液氮等,未来还将适配发射场特殊燃料、特殊气体的新需求。
在商业航天这一未来产业,节能增效是“进行时”。“我们将进一步推动创新集成,服务产业发展的需要。”何艳说。
《 人民日报 》( 2026年08月22日 06 版)