探訪德國宇航重鎮不來梅

□ 潘崢 王彬若

代表團與空中客車防務及航天公司的運營副總裁Helmut Luttmann先生（右二）等合影

穿過幽深的森林，走進格林兄弟故事中的浪漫城市，我們仿佛重新翻開了童年的故事書，一頁頁精彩不斷。但對我們這行人來說，關注的焦點可不是不來梅這座小城中的童話雕塑，而是城中的科技明星——德國重要的工業及宇航中心。

2014年5月，在中國航天科技集團公司和中國航天科工集團公司的支持下，在中國宇航學會的精心組織下，借第二屆中德企業對接會召開之際，中國航天科技企業代表團訪問了不來梅這座知名的“航天城市”。不來梅市政府對中方航天代表團的到來高度重視，提前協助聯系了當地最重要的知名宇航企業，我們有幸參觀了4 家重要的宇航企業以及德國宇航局（DLR）不來梅分部。

空客公司不來梅分部

歐洲知名的宇航企業幾乎均在不來梅設有重要的科研場所。這些高科技企業都集中在兩個區域：鄰近機場的工業區和不來梅大學所在的高科技產業區。

5月24日上午9點，我們首先來到空中客車防務及航天公司（Airbus Defense and Space）不來梅分部，運營副總裁Helmut Luttmann先生及軌道系統部門的執行助理Kai Bergeman出面接待，向我們介紹了此分部的主要業務情況。

空客公司不來梅分部是歐洲最大的載人航天中心，負責國際空間站哥倫布艙、貨運飛船（ATV）、空間站內部相關標準模塊等任務的總裝及測試工作；承擔“阿里安”5火箭及衛星、飛船任務在軌測控中心（TTC）；承擔部分軍機飛機機翼的總裝工作；還負責歐空局深空探測及落月項目的相關研究。

歐空局落月器的模型

國際空間站哥倫布艙內觀

“阿里安”5二級火箭發動機及對接段環體結構

“阿里安”5二級火箭

其中，不來梅測控中心是歐洲最大的測控站，負責空間站的實時監控和輔助測控任務，類似的測控站全世界共有11個。測控大廳面積較小，僅有兩排共約20個座位。測控大廳共有三個顯示屏幕，其中最右邊的屏幕主要顯示空間站實時圖像。

整個空間站內部比較寬敞，空間總體與747客機內部相當，整體長80米，寬60米（含帆板）。國際空間站中所有艙段中均采用標準模塊機構，每個模塊質量最大可達800千克。標準模塊尺寸均為約1米×1米×2米，這些標準模塊在除了俄羅斯艙的其他空間站部分均可完全互換，為國際空間站未來延壽帶來相應的便利。空間站軌道每小時就將繞地球一圈，艙外溫度每小時就會在正負100度之間進行一次循環，因此為保證系統的安全性，所有設備均采用了冷備份。僅哥倫布艙中就包括了10種標準模塊，包括生物實驗、流體力學及空間物理等等多種功能，其中空間物理模擬艙可模擬1g～5g加速度環境。歐洲的貨運飛船主要為空間站輸送給養，每次可為空間站送去近10噸物資，還可利用其剩余燃料協助空間站進行姿態軌道控制。

不來梅

ZARM研究中心的落塔

我們在交流中了解到，該公司研制的新型阿里安5E二級火箭推力從70KN提升到140KN，并且可多次開關機，可將12噸衛星送入地球同步轉移軌道，并具備將衛星直接送入地球靜止軌道的能力，預計將于2018年首發。

市場化運作的ZARM研究所

ZARM研究所位于不來梅大學附近的高科技園區，是目前歐洲最高落塔的運營公司，專門負責相關微重力或零重力研究，可用于空間生物、空間材料，空間望遠鏡等方面的試驗研究。該研究所雖然由歐盟、德國政府、不來梅政府及其它資助共同支持建成的，屬于政府支持成立的研究機構，但其運營模式采用純市場化經營，政府并不提供后續項目支持，需要研究所自行尋找項目維持運營，而這也是大多高科技園區內的研究單位采用的一種運營模式。該試驗臺每天可以進行兩次試驗，任務已排到明年4月。

ZARM的技術主任Dr. Thorben Konemannn和首席財務官Peter von Kampen 先生熱情地接待了我們，詳細向我們介紹了落塔的主要功用、特點、相關試驗模塊的設計等內容。恰巧該所正在進行一個微重力下燃燒的試驗，我們有幸在控制中心全程觀看了落塔試驗的全部過程。

這個設計獨特的落塔內徑為3.6米，高119米，每天可完成三次試驗，可達到10g～6g的微重力環境。為了試驗的準確，落塔內部采用了一個高約100米的鋼制真空罐，外部搭建水泥結構外墻用于擋風。為避免大氣影響，內罐和外墻之間僅底部有接觸和連接，地面20米以上均無接觸，也避免了因外塔晃動對試驗設施造成影響，單向降落試驗可滿足4.7秒的自由下落。其次，為了保證更長的微重力時間，他們還創造性地在地下20米到地面這段安排了彈射裝置，在地下10米處設置活塞，在活塞上部為真空，下部為兩個大氣壓的氣體，釋放活塞后，可使活塞快速彈射至塔頂并再次落回，從而制造9.3秒的總試驗時間。我們觀摩了一個當時正在進行的空間發動機點火過程的研究試驗。而我國目前還沒有進行過失垂狀態下的點火試驗，這說明歐洲在空間發動機技術研究較為深入。

ZARM研究所

相關鏈接

中國宇航學會代表團赴德參加第二屆中德航天企業對接會

2014年 5月 20—24日， 中國宇航學會組織了來自中國航天科技集團公司一、五、六、八、九、十一院，以及中國航天科工集團公司三院和061基地的領導、專家和科技工作者共計14人的代表團赴德國柏林參加了第二屆中德航天企業對接會和2014年柏林航展。其間，中國宇航學會與德國航天工業協會（BDLI）簽署了合作備忘錄，在此基礎上進一步深化雙方的合作。

中德航天企業對接會由中國宇航學會和德國航天工業協會共同主辦。會議主要目的是為中德兩國企業界人士搭建交流的平臺，使雙方增進了解，提供最新的行業發展動態，使雙方在此基礎上有針對性地進行一對一的會談，從而為中德兩國在航天領域的合作提供新的動力。本次會議是第二屆，鑒于去年9月在北京召開的第一屆會議取得了良好的效果，此次會議得到了中德雙方的高度重視。航天科技和航天科工兩大集團公司高度重視，認真組織選派代表參會。其中，航天科技集團公司在德國的航天領軍人物培訓團也參加了本次對接會，參會代表中有各院所廠的主要領導，是近年對外合作對接會中中方參與范圍最廣、平均參與層面最高的一次。德國航天工業協會對會議進行了精心的安排，德方參會人員來自空中客車防務和航天公司（Airbus Defence & Space） 、 羅 克 韋 爾柯林斯公司德國分部（Rockwell Collins Germany ）、Astro- und Feinwerktechnik Adlershof 、Tesat-Spacecom 、 Jena-Optronik 等歐洲知名宇航公司。

代表團與BDLI理事兼執行主任Schrick先生（右三）及其空間防務部主任Hess先生（右五）合影，右四為中方代表團團長，中國宇航學會副秘書長龔金玉女士

德國宇航局不來梅分部

同樣位于高科技園區的德國宇航局（DLR）不來梅分部是我們訪問的第三站。該分部主任Prof. Rittweger出面接待了我們，他首先詳細介紹了德國宇航局相關中心的主要情況。

德國宇航局總部在科隆，在德國各地建有多個研究中心，不來梅中心僅有50人，包括辦公及試驗兩部分建筑設施，主要負責深空探測著陸試驗和“阿里安”5二級火箭發動機相關流體晃動試驗，擁有貯箱晃動試驗臺，一個外星著陸模擬系統和一個鉆取采樣系統（主要針對月球）。

該分部的運營模式是：研究與工業配套，產學研結合，其產學研分工明確、互相支撐、協同發展。由于緊鄰不萊梅大學，具有豐富的高校支持和人才保障，該分部所從事的技術研究緊密針對工業界的需求，其發動機貯箱晃動、外星著陸和月球鉆取三個研究方向，完全針對空客公司未來發展需要，且僅完成研究并為工業界提供技術保障。其主要的試驗裝置均為其自行設計，如八連桿式多自由度晃動試驗臺、直徑4米深5米的鉆取試驗臺及一個包括微重力模擬吊車加可調傾斜地面模擬系統在內的著陸模擬系統；試驗設施均按照研究需求，緊密結合實際，與研究項目緊密相結合。

用于測試各種敏感探頭的淡水水下試驗艙

海洋環境模擬池

德國人工智能研究中心（DFKI）

德國人工智能研究中心（DFKI）是新建的科研試驗中心，分為兩棟相互聯接的大樓，分別為辦公和試驗。此公司主要專注于仿生機器人、電動機構、水下機器人等研究，也屬于政府資助建立、自主經營的企業。其總部設在科澤斯勞滕，已建立25年，共下設11個研究部門，與不來梅大學等單位有緊密的合作關系，在不來梅的分部剛剛建立8年，最初僅有4人，目前已發展成為超過100人的研究機構。

我們主要參觀了其兩個實驗設施和一個仿真設施，首先參觀的是兩個體積超過20立方米的淡水水下試驗艙，分別用來測試水下自動抓取機械臂和用于水下作業的綜合敏感探頭，其敏感探頭包括激光、相機等多種敏感器。之后，代表團參觀了其用于演示和遠程控制的3D實時圖像控制室，在這里除了可以實時觀察3D顯示水下機器人的周邊環境，還可以通過3D手套對實時圖像和機器人控制系統進行操作控制。

最后參觀的是一個面積超過1000平米的海洋環境模擬池。這里除了模擬了黑海的鹽度，還在池子的各個角落分別設置了模擬海底管道、海岸巖石區、風電風車地基、海峽封閉環境。這里除了進行小型機器人試驗外，還可進行工業實用機器人的真實環境模擬試驗。在現場我們就看到了一臺正在測試中的水下機器人，可以進行8小時～10小時水下全自動作業，包括聲納探查、水速測定、3D聲納成像等，可用于繪制海床的3D影響，用于導航及制圖，還可用于管道探查和冷卻系統檢測。另外，現場還有一臺參加了意大利學生競賽的獲獎機器人，主要用于水下管道循線和導航。

OHB公司

正在測試中的水下機器人

測試水下自動抓取的機械臂

下午四點，訪問的最后一站是歐洲知名的宇航企業OHB公司。Dr.Schalinski先生接待了代表團一行，向代表團介紹了OHB公司的概況。該公司經過簡化運營，集中瞄準總體設計能力，僅500名長期員工，150名短期雇傭員工，主要專于系統集成能力。其中在意大利300人，比利時50人，瑞典50人，盧森堡50人。該公司在宇航集成商中屬于輕資產型企業。他們充分利用歐盟宇航投資返還政策：由于歐盟根據投資國投資比例，在項目中OHB雖作為總體單位，但在選擇分承包商時常常受到地域的限制，只能在投資國內按一定投資返還比例選擇分承包商，因此OHB今年先后并購了意大利、盧森堡及瑞典等多國企業，已保證其在各國投資返還時能更多獲得歐盟研制經費。

OHB公司近年來在宇航領域發展迅速：第一，承擔伽利略導航系統中22顆衛星的研制任務。目前已有兩顆星運抵發射場，年內即將發射，剩余衛星每半年出廠一批，將于兩年內完成20顆衛星的發射。目前伽利略階段衛星僅有4顆為空客公司制造。第二，小型地球同步衛星（Small GEO）進展迅速，已逐步進入商業化發展，目前已有多個項目處在并行研制中。第三，OHB還積極兼并運載企業，介入運載研制業務。今年）OHB旗下公司也大力參與“阿里安”5和“阿里安”6的研制，主要負責其部分結構的加工制造，其碳纖維符合材料結構加工技術比較先進。此外，OHB也表示，為了適應未來市場需求，此平臺采用模塊化設計，可根據用戶需求更換模塊，如可自由變換全電推、半電推或全化學推進，載荷300千克～400千克，發射質量3噸～3.5噸。目前，OHB正在開發超音速客機，時速達7馬赫，90分鐘內可抵達全球任一角落。

用于水下管道縮線和導航的水下機器人

OHB公司展廳的Gali Leo Foc模型

OHB公司展廳里的Small Geo模型

在OHB，我們深刻了解到歐盟宇航一體化的運作方式，例如OHB公司曾擬采購中國航天企業的真空罐，但此次訪問我們了解到，其擬投資建設真空罐的計劃被歐空局叫停。歐空局從成本和合作角度考慮，要求OHB公司利用歐洲現有的試驗設施，因此該公司的衛星均在不來梅總裝、電測，并完成所有力學試驗；整星熱真空等環境試驗均在歐空局的ESTEC進行，目前他們也在考慮與德國IABG合作進行后續試驗；這些試驗之后衛星將直接運抵發射場，且在發射場測試時間較短，可以快速發射。由此可見，即便存在多國競爭壓力，歐盟整體發展策略明確，充分利用現有設施，避免重復建設和投資。

這次參觀只有簡短的一天，但令大家印象深刻。歐洲宇航公司市場配置資源的運營模式、產學研有效結合的方式和歐盟航天項目的競爭/合作模式，無疑對中國未來的國際航天合作具有重要的啟示。此外，德國宇航公司的廠房設計、維護和管理的德式企業文化也給我們留下了非常深刻的印象，值得我們深入地學習和借鑒。