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从难熔金属、太空制造到新一代能源,看见中国商业航天的下一程!
材料人网小谭     17天前 微信扫码分享  
2026年7月20日下午,我们举办了《商业航天新时代:技术创新、产业协同与未来机遇》沙龙。


沙龙邀请三位嘉宾分别从材料、制造和能源切入:江苏集萃先进金属材料研究所所长、苏州云火材料科技董事长韩启航,中国科学院力学研究所微重力实验室研究员姜恒,以及恒星力量联合创始人。活动同步在材料人视频号直播,共吸引约1500人观看。


看似分散的三个主题,其实共同回答了一个问题:当航天从国家工程加速走向商业化,产业究竟需要补齐哪些底层能力?答案不只在运载火箭,也在更基础、更具体的环节——粉末能不能稳定制造,构件能不能在轨成形,能源能不能以可承受的成本持续供给。


01  材料:把“难做的粉”变成可规模化的产品


韩启航的分享从难熔金属粉体展开。钨、钼、钽、铌等材料耐高温、性能优异,是航天喷管、燃烧室和高温构件的重要候选材料,但它们熔点高、加工难,尤其难以制成适配3D打印的高质量球形粉末。


云火材料采用PDR热等离子体液滴精炼技术,以数千摄氏度的等离子火焰瞬间熔化粉末,再快速冷却,实现球化、合金化与提纯。用韩启航的话说,这是从“铸锭熔炼”走向“星空精炼”:传统工艺按锭、按天计算,PDR则可以每秒处理数万颗粉末。


这一变化带来的不只是效率提升。钨钼、钨铼、铌铪、钽钨等体系,可以从简单物理混合进一步走向原子尺度更均匀的“真合金化”;细粉收得率的提高也有望显著降低增材制造材料成本。钨铜、球形氧化钇与氟化钇等案例,则说明这套技术正从航天延伸到热管理和半导体装备。


AI赋能推动研发范式改变


AI进行成分设计,随后完成前驱体制备、等离子球化、真合金粉末形成和3D打印验证。一条紧凑的实验链路,可以在一天内完成多轮材料验证。材料研发由此不再只是经验积累,而开始具备数据驱动、快速闭环的可能。


02  制造:到了太空,地面经验不再理所当然


姜恒把视角从地面制造推向微重力环境。重力消失后,浮力对流减弱,表面张力、热毛细力和Marangoni对流等在地面容易被忽略的作用开始成为主角。熔池形态、金属润湿、凝固组织都会改变:地面上稳定的送丝与熔池,到了太空可能出现液态金属球化、丝材断裂甚至金属球沿丝材回跑。


这意味着,太空制造不能简单照搬地面参数,而要重新理解制造过程。中科院力学所团队沿着“落塔—抛物线飞机—探空火箭—空间平台”的路径逐级验证:先在数秒微重力窗口内捕捉现象、建立模型,再把工艺推向更真实的在轨环境。不同材料也有不同边界条件——不锈钢、铝合金、钛合金对真空、温度和工艺窗口的要求并不相同。


太空制造的价值,有两条路线


“天造天用”:服务空间站维修、月球基地建设、深空探测等场景,以原位制造减少从地面运输构件的成本。


“天造地用”:利用微重力和真空环境,制造地面难以获得的超纯金属、高质量晶体、特种光纤或生物医药产品。


真正的难点仍有三层:对新物理环境的认知不足,动态制造过程的环境控制,以及如何不依赖“人造重力”而直接利用微重力的优势。它们决定了太空制造何时能从科学实验走向稳定生产。


03  能源:卫星从“数据搬运工”变成太空计算节点


恒星力量联合创始人的分享指向另一个快速放大的瓶颈:能源。传统通信、导航和遥感卫星的功率多为千瓦级;当在轨计算、星载GPU和太空算力中心出现,单星功耗可能提高一个甚至两个数量级,太阳翼面积也随之从几十平方米走向百平方米以上。


现有技术难以同时满足性能、成本与规模化要求。晶体硅方案面临寿命和热控压力,砷化镓效率高却价格昂贵、资源受限。当卫星制造成本持续下降,如果供能系统反而成为成本大头,商业模式就很难成立。


钙钛矿与柔性卷曲太阳翼,打开新的工程路径


钙钛矿电池具备轻、薄、柔和较强抗辐射潜力,并可采用卷曲式展开。它对应的不只是材料替换,更是整星结构的变化:太阳翼可以更轻地收纳进整流罩,到轨后再展开,为高功率载荷释放空间。


但“能上天”与“能长期工作”之间仍隔着完整的航天工程验证。真空出气、正负150摄氏度快速温变、碎片撞击、静电放电、发射振动,以及柔性结构在无空气阻尼环境下的持续微振动,都必须逐项解决。材料积累、航天级样品、地面装置测试、在轨验证和回收分析,由此构成不可跳过的研发闭环。


“只有把卷子拿回来,才知道哪里错了。”——恒星力量联合创始人


04  协同、回收与长期主义


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沙龙还邀请韩启航、姜恒一起参与了圆桌讨论,一起就竞争态势、产业链协作、行业前景等问题展台讨论。


从讨论中,可以提炼出三个值得长期关注的关键词:

·  协同创新。很多下游工艺难题,可能在材料端就能解决;一项材料突破,也必须经过装备、工艺和应用共同验证。

·  可回收。无论是火箭降低天地往返成本,还是把在轨产品带回地面做失效分析,回收能力都是形成商业闭环和快速迭代的关键。

·  长期积累。航天级产品没有捷径,需要一层层验证、一次次复盘。产业爆发之前,基础研究、工程数据和供应链能力都要提前沉淀。


从“大航海”到“大航天”,机会属于能把链条做实的人


这场沙龙最鲜明的信号是:商业航天的想象空间很大,但真正的机会藏在一项项具体能力里。更低成本、更高性能的材料,适应微重力的新制造范式,以及能够支撑太空计算的能源系统,缺一不可。


未来五到十年,随着运载成本下降、在轨验证增多和产业链协作加深,商业航天将逐步从“把东西送上去”走向“在太空持续生产、计算和服务”。对材料、装备、自动化、能源与数据领域的参与者而言,这不是遥远的科幻,而是一场已经开始的产业重构。


真正值得追逐的,不是一夜之间的“上天”,而是每天把材料、工艺和系统能力再向前推进一点。



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