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高天偉:首飛失利,歐洲民營火箭這張入場券不好拿
【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 高天偉】
當(dāng)?shù)貢r間3月30日,總部位于德國慕尼黑的伊薩爾航天(Isar Aerospace),在挪威北部安多亞(And?ya)發(fā)射場實施了自研光譜號(Spectrum)運載火箭首次飛行試驗。這是歐洲第一次在境內(nèi)開展入軌發(fā)射(蘇聯(lián)/俄羅斯除外),也是歐洲新興民營火箭公司頭一回嘗試這類任務(wù)。但很遺憾,火箭在起飛后僅十幾秒即告姿態(tài)失控,隨后發(fā)動機(jī)關(guān)閉,箭體墜落,任務(wù)失利。
光譜號火箭起飛、失控和墜落的畫面。本次發(fā)射沒有搭載任何衛(wèi)星,火箭爆炸也沒有波及發(fā)射臺,倒是避免了更大損失。
伊薩爾發(fā)布的情況說明,開頭便是What a success! (多成功啊?。┻@就有點讓人難繃。火箭沒搞定,“贏學(xué)”倒信手拈來。
先前,美國和中國的民營初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)分別于2008年和2019年實現(xiàn)了發(fā)射衛(wèi)星的夢想。現(xiàn)在歐洲選手終于出場,而光譜號甚至先于我國產(chǎn)品,在實際飛行中檢驗了可復(fù)用火箭流行的一級九臺發(fā)動機(jī)并聯(lián)設(shè)計。此前一度有猜測,光譜號試飛是否意味著歐洲有可能先于我國掌握火箭復(fù)用技術(shù)?歐洲新興企業(yè)未來會不會改變?nèi)蛏虡I(yè)航天市場格局?現(xiàn)在看來,頗有些路漫漫其修遠(yuǎn)兮的味道。
光譜號火箭
光譜號是小型運載火箭,全長28米,直徑2米,可以將1噸載荷送入地球軌道。這一運力指標(biāo)在全球新興民營火箭中處于中下水平,不僅與SpaceX、藍(lán)色起源等美國巨頭存在天壤之別,也無法與我國藍(lán)箭航天、天兵科技、東方空間、中科宇航等公司運力超過1.5噸的成熟產(chǎn)品相提并論。
不過,光譜號有兩個獨具特色的設(shè)計:
第一,火箭采用了液氧丙烷燃料組合。丙烷是日常生活常見的液化石油氣重要組成部分,其作為火箭燃料的性能與當(dāng)前全球主流的甲烷和煤油相當(dāng),但具有凝固點低于液氧沸點的優(yōu)點,因此液態(tài)丙烷和液氧之間可以不做隔熱,從而減輕火箭貯箱結(jié)構(gòu)重量。不過,丙烷燃料也存在泄漏后不易擴(kuò)散、易引發(fā)爆炸的缺點。液氧丙烷燃料組合的實用性還有待實踐觀察。
今年2月進(jìn)行地面點火測試的光譜號。
丙烷還有一個優(yōu)點:可由生物燃料工藝大規(guī)模制取。生物燃料的碳元素主要取自當(dāng)代大氣,燃燒后幾乎不會增加大氣溫室氣體含量,因此生物丙烷比取自化石燃料的煤油和甲烷更加環(huán)保(出于氣體純度和制造成本的考慮,航天幾乎不使用生物沼氣甲烷)。不過,航天活動對大氣的影響本來就微乎其微。即便是星艦?zāi)菢拥木扌突鸺?,單次任?wù)制造火箭和燃燒燃料所產(chǎn)生的碳排放,也就相當(dāng)于一座加油站一年所售燃油。因此,環(huán)保概念更多是歐洲人的噱頭(現(xiàn)在他們自己也不太提了)。
第二,光譜火箭采用了在一級上并聯(lián)安裝九臺發(fā)動機(jī)的設(shè)計。多機(jī)并聯(lián)(5臺以上)是目前唯一實用的火箭回收技術(shù)——垂直回收的必要設(shè)計,而我國尚未開展過多機(jī)并聯(lián)飛行測試,甚至沒有進(jìn)行過完整的地面點火試驗。光譜號的首飛,使得歐洲“好像在相關(guān)技術(shù)上領(lǐng)跑了一回”。
九機(jī)并聯(lián)的光譜號火箭。
火箭返回著陸時,絕大多數(shù)燃料已經(jīng)消耗,箭體重量可能只有出發(fā)時的10%左右,而精準(zhǔn)的著陸,又要求發(fā)動機(jī)推力不能超出箭體重量太多,因此在箭體內(nèi)并聯(lián)安裝多臺發(fā)動機(jī)就成為火箭設(shè)計師的理想選擇:起飛時多臺發(fā)動機(jī)一起工作,可以產(chǎn)生較大推力;著陸時,僅點燃中間的單臺發(fā)動機(jī),盡量減小推力以便于控制。圖為美國獵鷹火箭著陸。
那么,歐洲真有可能先于我國,掌握火箭復(fù)用技術(shù)?
現(xiàn)在看來,可能性不太大。
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本文僅代表作者個人觀點。
- 責(zé)任編輯: 史岱君 
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