探访德国宇航重镇不来梅

□ 潘峥 王彬若

代表团与空中客车防务及航天公司的运营副总裁Helmut Luttmann先生（右二）等合影

穿过幽深的森林，走进格林兄弟故事中的浪漫城市，我们仿佛重新翻开了童年的故事书，一页页精彩不断。但对我们这行人来说，关注的焦点可不是不来梅这座小城中的童话雕塑，而是城中的科技明星——德国重要的工业及宇航中心。

2014年5月，在中国航天科技集团公司和中国航天科工集团公司的支持下，在中国宇航学会的精心组织下，借第二届中德企业对接会召开之际，中国航天科技企业代表团访问了不来梅这座知名的“航天城市”。不来梅市政府对中方航天代表团的到来高度重视，提前协助联系了当地最重要的知名宇航企业，我们有幸参观了4 家重要的宇航企业以及德国宇航局（DLR）不来梅分部。

空客公司不来梅分部

欧洲知名的宇航企业几乎均在不来梅设有重要的科研场所。这些高科技企业都集中在两个区域：邻近机场的工业区和不来梅大学所在的高科技产业区。

5月24日上午9点，我们首先来到空中客车防务及航天公司（Airbus Defense and Space）不来梅分部，运营副总裁Helmut Luttmann先生及轨道系统部门的执行助理Kai Bergeman出面接待，向我们介绍了此分部的主要业务情况。

空客公司不来梅分部是欧洲最大的载人航天中心，负责国际空间站哥伦布舱、货运飞船（ATV）、空间站内部相关标准模块等任务的总装及测试工作；承担“阿里安”5火箭及卫星、飞船任务在轨测控中心（TTC）；承担部分军机飞机机翼的总装工作；还负责欧空局深空探测及落月项目的相关研究。

欧空局落月器的模型

国际空间站哥伦布舱内观

“阿里安”5二级火箭发动机及对接段环体结构

“阿里安”5二级火箭

其中，不来梅测控中心是欧洲最大的测控站，负责空间站的实时监控和辅助测控任务，类似的测控站全世界共有11个。测控大厅面积较小，仅有两排共约20个座位。测控大厅共有三个显示屏幕，其中最右边的屏幕主要显示空间站实时图像。

整个空间站内部比较宽敞，空间总体与747客机内部相当，整体长80米，宽60米（含帆板）。国际空间站中所有舱段中均采用标准模块机构，每个模块质量最大可达800千克。标准模块尺寸均为约1米×1米×2米，这些标准模块在除了俄罗斯舱的其他空间站部分均可完全互换，为国际空间站未来延寿带来相应的便利。空间站轨道每小时就将绕地球一圈，舱外温度每小时就会在正负100度之间进行一次循环，因此为保证系统的安全性，所有设备均采用了冷备份。仅哥伦布舱中就包括了10种标准模块，包括生物实验、流体力学及空间物理等等多种功能，其中空间物理模拟舱可模拟1g～5g加速度环境。欧洲的货运飞船主要为空间站输送给养，每次可为空间站送去近10吨物资，还可利用其剩余燃料协助空间站进行姿态轨道控制。

不来梅

ZARM研究中心的落塔

我们在交流中了解到，该公司研制的新型阿里安5E二级火箭推力从70KN提升到140KN，并且可多次开关机，可将12吨卫星送入地球同步转移轨道，并具备将卫星直接送入地球静止轨道的能力，预计将于2018年首发。

市场化运作的ZARM研究所

ZARM研究所位于不来梅大学附近的高科技园区，是目前欧洲最高落塔的运营公司，专门负责相关微重力或零重力研究，可用于空间生物、空间材料，空间望远镜等方面的试验研究。该研究所虽然由欧盟、德国政府、不来梅政府及其它资助共同支持建成的，属于政府支持成立的研究机构，但其运营模式采用纯市场化经营，政府并不提供后续项目支持，需要研究所自行寻找项目维持运营，而这也是大多高科技园区内的研究单位采用的一种运营模式。该试验台每天可以进行两次试验，任务已排到明年4月。

ZARM的技术主任Dr. Thorben Konemannn和首席财务官Peter von Kampen 先生热情地接待了我们，详细向我们介绍了落塔的主要功用、特点、相关试验模块的设计等内容。恰巧该所正在进行一个微重力下燃烧的试验，我们有幸在控制中心全程观看了落塔试验的全部过程。

这个设计独特的落塔内径为3.6米，高119米，每天可完成三次试验，可达到10g～6g的微重力环境。为了试验的准确，落塔内部采用了一个高约100米的钢制真空罐，外部搭建水泥结构外墙用于挡风。为避免大气影响，内罐和外墙之间仅底部有接触和连接，地面20米以上均无接触，也避免了因外塔晃动对试验设施造成影响，单向降落试验可满足4.7秒的自由下落。其次，为了保证更长的微重力时间，他们还创造性地在地下20米到地面这段安排了弹射装置，在地下10米处设置活塞，在活塞上部为真空，下部为两个大气压的气体，释放活塞后，可使活塞快速弹射至塔顶并再次落回，从而制造9.3秒的总试验时间。我们观摩了一个当时正在进行的空间发动机点火过程的研究试验。而我国目前还没有进行过失垂状态下的点火试验，这说明欧洲在空间发动机技术研究较为深入。

ZARM研究所

相关链接

中国宇航学会代表团赴德参加第二届中德航天企业对接会

2014年 5月 20—24日， 中国宇航学会组织了来自中国航天科技集团公司一、五、六、八、九、十一院，以及中国航天科工集团公司三院和061基地的领导、专家和科技工作者共计14人的代表团赴德国柏林参加了第二届中德航天企业对接会和2014年柏林航展。其间，中国宇航学会与德国航天工业协会（BDLI）签署了合作备忘录，在此基础上进一步深化双方的合作。

中德航天企业对接会由中国宇航学会和德国航天工业协会共同主办。会议主要目的是为中德两国企业界人士搭建交流的平台，使双方增进了解，提供最新的行业发展动态，使双方在此基础上有针对性地进行一对一的会谈，从而为中德两国在航天领域的合作提供新的动力。本次会议是第二届，鉴于去年9月在北京召开的第一届会议取得了良好的效果，此次会议得到了中德双方的高度重视。航天科技和航天科工两大集团公司高度重视，认真组织选派代表参会。其中，航天科技集团公司在德国的航天领军人物培训团也参加了本次对接会，参会代表中有各院所厂的主要领导，是近年对外合作对接会中中方参与范围最广、平均参与层面最高的一次。德国航天工业协会对会议进行了精心的安排，德方参会人员来自空中客车防务和航天公司（Airbus Defence & Space） 、 罗 克 韦 尔柯林斯公司德国分部（Rockwell Collins Germany ）、Astro- und Feinwerktechnik Adlershof 、Tesat-Spacecom 、 Jena-Optronik 等欧洲知名宇航公司。

代表团与BDLI理事兼执行主任Schrick先生（右三）及其空间防务部主任Hess先生（右五）合影，右四为中方代表团团长，中国宇航学会副秘书长龚金玉女士

德国宇航局不来梅分部

同样位于高科技园区的德国宇航局（DLR）不来梅分部是我们访问的第三站。该分部主任Prof. Rittweger出面接待了我们，他首先详细介绍了德国宇航局相关中心的主要情况。

德国宇航局总部在科隆，在德国各地建有多个研究中心，不来梅中心仅有50人，包括办公及试验两部分建筑设施，主要负责深空探测着陆试验和“阿里安”5二级火箭发动机相关流体晃动试验，拥有贮箱晃动试验台，一个外星着陆模拟系统和一个钻取采样系统（主要针对月球）。

该分部的运营模式是：研究与工业配套，产学研结合，其产学研分工明确、互相支撑、协同发展。由于紧邻不莱梅大学，具有丰富的高校支持和人才保障，该分部所从事的技术研究紧密针对工业界的需求，其发动机贮箱晃动、外星着陆和月球钻取三个研究方向，完全针对空客公司未来发展需要，且仅完成研究并为工业界提供技术保障。其主要的试验装置均为其自行设计，如八连杆式多自由度晃动试验台、直径4米深5米的钻取试验台及一个包括微重力模拟吊车加可调倾斜地面模拟系统在内的着陆模拟系统；试验设施均按照研究需求，紧密结合实际，与研究项目紧密相结合。

用于测试各种敏感探头的淡水水下试验舱

海洋环境模拟池

德国人工智能研究中心（DFKI）

德国人工智能研究中心（DFKI）是新建的科研试验中心，分为两栋相互联接的大楼，分别为办公和试验。此公司主要专注于仿生机器人、电动机构、水下机器人等研究，也属于政府资助建立、自主经营的企业。其总部设在科泽斯劳滕，已建立25年，共下设11个研究部门，与不来梅大学等单位有紧密的合作关系，在不来梅的分部刚刚建立8年，最初仅有4人，目前已发展成为超过100人的研究机构。

我们主要参观了其两个实验设施和一个仿真设施，首先参观的是两个体积超过20立方米的淡水水下试验舱，分别用来测试水下自动抓取机械臂和用于水下作业的综合敏感探头，其敏感探头包括激光、相机等多种敏感器。之后，代表团参观了其用于演示和远程控制的3D实时图像控制室，在这里除了可以实时观察3D显示水下机器人的周边环境，还可以通过3D手套对实时图像和机器人控制系统进行操作控制。

最后参观的是一个面积超过1000平米的海洋环境模拟池。这里除了模拟了黑海的盐度，还在池子的各个角落分别设置了模拟海底管道、海岸岩石区、风电风车地基、海峡封闭环境。这里除了进行小型机器人试验外，还可进行工业实用机器人的真实环境模拟试验。在现场我们就看到了一台正在测试中的水下机器人，可以进行8小时～10小时水下全自动作业，包括声纳探查、水速测定、3D声纳成像等，可用于绘制海床的3D影响，用于导航及制图，还可用于管道探查和冷却系统检测。另外，现场还有一台参加了意大利学生竞赛的获奖机器人，主要用于水下管道循线和导航。

OHB公司

正在测试中的水下机器人

测试水下自动抓取的机械臂

下午四点，访问的最后一站是欧洲知名的宇航企业OHB公司。Dr.Schalinski先生接待了代表团一行，向代表团介绍了OHB公司的概况。该公司经过简化运营，集中瞄准总体设计能力，仅500名长期员工，150名短期雇佣员工，主要专于系统集成能力。其中在意大利300人，比利时50人，瑞典50人，卢森堡50人。该公司在宇航集成商中属于轻资产型企业。他们充分利用欧盟宇航投资返还政策：由于欧盟根据投资国投资比例，在项目中OHB虽作为总体单位，但在选择分承包商时常常受到地域的限制，只能在投资国内按一定投资返还比例选择分承包商，因此OHB今年先后并购了意大利、卢森堡及瑞典等多国企业，已保证其在各国投资返还时能更多获得欧盟研制经费。

OHB公司近年来在宇航领域发展迅速：第一，承担伽利略导航系统中22颗卫星的研制任务。目前已有两颗星运抵发射场，年内即将发射，剩余卫星每半年出厂一批，将于两年内完成20颗卫星的发射。目前伽利略阶段卫星仅有4颗为空客公司制造。第二，小型地球同步卫星（Small GEO）进展迅速，已逐步进入商业化发展，目前已有多个项目处在并行研制中。第三，OHB还积极兼并运载企业，介入运载研制业务。今年）OHB旗下公司也大力参与“阿里安”5和“阿里安”6的研制，主要负责其部分结构的加工制造，其碳纤维符合材料结构加工技术比较先进。此外，OHB也表示，为了适应未来市场需求，此平台采用模块化设计，可根据用户需求更换模块，如可自由变换全电推、半电推或全化学推进，载荷300千克～400千克，发射质量3吨～3.5吨。目前，OHB正在开发超音速客机，时速达7马赫，90分钟内可抵达全球任一角落。

用于水下管道缩线和导航的水下机器人

OHB公司展厅的Gali Leo Foc模型

OHB公司展厅里的Small Geo模型

在OHB，我们深刻了解到欧盟宇航一体化的运作方式，例如OHB公司曾拟采购中国航天企业的真空罐，但此次访问我们了解到，其拟投资建设真空罐的计划被欧空局叫停。欧空局从成本和合作角度考虑，要求OHB公司利用欧洲现有的试验设施，因此该公司的卫星均在不来梅总装、电测，并完成所有力学试验；整星热真空等环境试验均在欧空局的ESTEC进行，目前他们也在考虑与德国IABG合作进行后续试验；这些试验之后卫星将直接运抵发射场，且在发射场测试时间较短，可以快速发射。由此可见，即便存在多国竞争压力，欧盟整体发展策略明确，充分利用现有设施，避免重复建设和投资。

这次参观只有简短的一天，但令大家印象深刻。欧洲宇航公司市场配置资源的运营模式、产学研有效结合的方式和欧盟航天项目的竞争/合作模式，无疑对中国未来的国际航天合作具有重要的启示。此外，德国宇航公司的厂房设计、维护和管理的德式企业文化也给我们留下了非常深刻的印象，值得我们深入地学习和借鉴。