空射火箭:虽路途坎坷 “风景”却很好

中国航天报:1月18日,美国平流层发射公司宣布停止自主研发运载火箭,其空中发射运载火箭计划改为发射诺格创新系统公司的小型飞马座XL火箭。换言之,平流层公司后续将只研发大型飞机平台,而不再介入运载火箭的研制。

1月21日,据俄罗斯卫星通讯社报道,俄方以为航天专家表示,俄罗斯计划3年后测试空中发射技术。

一方要适度收缩,一方要大力发展,空射火箭究竟会走向何方?

空射火箭,其本质含义就是从空中发射运载火箭。不同于常规意义上从陆地发射的运载火箭,空射火箭的发射平台在空中,可以是飞机,也可以是飞艇等。

独特的发射方式,使空射火箭具有一些特有的优势。

一是在同等起飞规模下,入轨运载能力要大一些。空中发射平台可以为火箭提供一定的初始高度和初始速度,自然就为火箭运载能力提升提供了基础。

二是可以实现更加快速的发射响应。空射火箭简化对地面发射支持系统的要求,所有测试发射操作可以与发射平台一体化实现。另外,空中发射不受地理条件约束,可以从不同的机场起飞,也可以在地球任何地点上空发射,这不仅能够增加发射窗口时间,还可以扩大轨道倾角范围。

三是可以实现低成本发射。空中发射平台在本质上可以看作是传统地面发射运载火箭重复使用的一级,在一次发射之后,只要发射平台进行使用前检测就可以实现第二次甚至后续发射。

正是意识到空射火箭的多种优势,在商业航天发展潮流中,平流层发射公司诞生了。

2011年,微软联合创始人保罗·艾伦成立平流层发射公司,开始投资建造巨型双体飞机,并将其直接取名为“平流层发射”,它能将火箭运送到10公里以上的平流层进行发射。

2018年6月,“平流层发射”在美国加州莫哈韦航空基地正式亮相,2019年1月做滑行测试,预计于2020年投入运行。

平流层公司的发射平台可以发射多型运载火箭,但是最引人瞩目的是平流层公司一直在努力推动空中发射大中型运载火箭。

2018年8月,平流层公司宣布其运载研制项目,称其正在研制名为“中型运载器”的一种火箭,拟在2022年首飞,低轨运载能力可达3400公斤。与此同时,公司还制定了低轨能力为6000公斤的一种更大的火箭,以及一种载人可复用航天飞机。这些运载器都拟采用该公司自行研制的氢氧发动机,推力约89吨。

目前,世界各国均在不同程度地开展空中发射运载火箭研究,但是一般都是研究空中发射小型火箭。平流层公司的空中发射大中型液体运载火箭方案横空出世,具有极强的冲击力和颠覆性,这很有可能成为世界上最大型的空中发射火箭。

但是,随着保罗·艾伦的不幸离世,一切计划均蒙上了一层阴影,一切也都存在了极强的不确定性。

2000年前后,俄罗斯提出了基于安-124、伊尔-76MD运输机等空中发射平台发展空射火箭的计划。

2004年,俄罗斯空中发射公司改装了4架安-124型运输机,用于航天发射的申请得到批准。

2006年,俄罗斯与印尼签署协议,决定利用印尼靠近赤道的有利地理位置实施空中火箭发射。但是,受制于经济因素,俄罗斯上述空中发射计划均未取得实质性进展。

时间踏入2019年,美俄两个航天大国连续透露的两则空射火箭信息既让人欣喜,也让人唏嘘。

综合研判当前技术的发展趋势与运载火箭发展态势,不妨尝试做几个推测。

一是空中发射运载火箭具有快速响应发射、低成本发射等独特的技术优势,可以在小卫星组网发射等领域发挥作用。这应是今后一段时间里,国际航天发射技术、航天发射市场的一种可行选择。

二是当前大型运输机、飞艇等空中发射平台快速发展,世界各国小型运载火箭快速发展,空中发射运载火箭的技术可行性在增强,技术门槛在降低,当前应是发展空射火箭的一个好的时间点。

三是经济性是空射火箭研发与使用过程中需要着重考虑的一个因素,美国飞马座不能大范围使用的主要原因就是经济性不好,平流层平台+飞马座这种模式能否持续令人担忧,后续的路还很长。

空射火箭,路虽坎坷但是只要坚持走下去,应该会“风景无限好”。