澎湃新聞消息，美國新一代大型運載火箭火神發(fā)射成功，聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟希望借該火箭重振雄風(fēng)，與SpaceX公司的產(chǎn)品同臺競技。

美國當(dāng)?shù)貢r間1月8日，搭載游隼月球探測器等載荷的火神VC2S運載火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角太空軍基地SLC-41工位發(fā)射升空，將游隼探測器送往地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過轉(zhuǎn)移飛行，探測器將于2024年初著陸于新近命名的Sinus Viscositatis月海區(qū)域。

被寄予厚望的火神

火神火箭的全稱是火神-半人馬座運載火箭，是聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司研制的一款大型運載火箭。

這款火箭其實是ULA內(nèi)外因素刺激下的產(chǎn)物，時間回到2014年左右，當(dāng)時在美國航天發(fā)射市場幾乎一家獨大的ULA遇到了兩件糟心的事情：內(nèi)部半路殺出個程咬金商業(yè)航天企業(yè)SpaceX公司嶄露頭角，憑借相對較低的發(fā)射報價與ULA直接競爭，后期隨著獵鷹9火箭可重復(fù)使用技術(shù)的成熟，進一步壓低價格，不少訂單都被SpaceX公司搶去，讓ULA倍感壓力；外部則是2014年克里米亞危機讓俄羅斯和西方關(guān)系迅速降溫，ULA公司宇宙神-5火箭由于使用了俄羅斯的RD-180發(fā)動機，發(fā)射美國軍方訂單開始處處受到限制。為了應(yīng)對這些情況，ULA啟動了火神火箭的研制。

火神火箭采用兩級半構(gòu)型設(shè)計，火箭長約61米，直徑5.4米，芯一級配備兩臺藍(lán)色起源公司研制的BE-4液氧甲烷發(fā)動機，該發(fā)動機采用富氧循環(huán)，海平面推力249.5噸，芯二級采用兩臺由洛克達因公司研制的RL-10C氫氧發(fā)動機，該發(fā)動機使用3D打印的主噴油器和主燃燒室，配備整體式輕質(zhì)復(fù)合材料噴管，真空推力10噸級，可重復(fù)啟動7次。助推器是諾格公司研制的GEM-63XL固體助推器，直徑約1.62米，210.13噸，可根據(jù)不同運力需要選配2、4、6枚固體助推器。火箭最大運載能力27.2噸，地球同步軌道運載能力15.3噸，運力在世界現(xiàn)役火箭中排名第四。

液氧甲烷火箭發(fā)動機的優(yōu)點包括：比沖高、維護方便、易于獲取、發(fā)射成本低，此外，甲烷冷卻性能好，適用于全流量補燃循環(huán)方案，能夠兼顧高性能和重復(fù)使用需求，為了降低成本，火神火箭除了使用液氧甲烷發(fā)動機，也考慮了可重復(fù)使用技術(shù)。火神火箭根據(jù)可重復(fù)使用要求提出了敏感模塊自主返回技術(shù)。在一、二級分離后，火箭一級發(fā)動機將脫離，并在充氣式熱防護罩的保護下再入大氣層，然后依靠降落傘減速，最后由直升機在空中回收。ULA公司表示推進系統(tǒng)成本占整個一級成本的65%，一級發(fā)動機的回收利用將會使一級推進系統(tǒng)成本降低90%，而這種僅回收關(guān)鍵部件的方式將比SpaceX公司回收整個子級箭體的方式更加簡單和易于實現(xiàn)。但現(xiàn)在首飛的火神火箭還沒使用這種技術(shù)，該技術(shù)的研制進展也比較緩慢，技術(shù)成熟尚需時日。

火神火箭成熟后將替代宇宙神-5系列火箭和德爾塔-4系列兩款火箭，成為ULA接下來的當(dāng)家花旦。宇宙神-5系列火箭是洛克希德馬丁公司產(chǎn)品，最大運載能力18.85噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道最大運載能力8.9噸。該型火箭服役已經(jīng)進入倒計時，目前還剩16次發(fā)射。德爾塔-4系列火箭由波音公司研制，最大運載能力28.8噸，該火箭在2023年6月執(zhí)行了其服役生涯的倒數(shù)第二次發(fā)射，計劃在2024年完成最后一次發(fā)射后退出歷史舞臺。

不確定的未來

然而，這款被ULA寄予厚望的火箭卻有點不爭氣，研制過程問題頻出，發(fā)射時間一推再推，原計劃在2019年左右首飛的火神被推遲到今年1月，該火箭甚至被戲稱為火箭里的鴿王。

首先是火箭主發(fā)動機的選型，為了降低成本和可重復(fù)使用，ULA最終選擇了藍(lán)色起源公司的BE-4液氧甲烷發(fā)動機。但這款發(fā)動機在研制過程中卻遇到了不少問題，發(fā)動機在2017年進行測試，從50%到70%推力測試表現(xiàn)尚可，有過1800秒以上穩(wěn)定工作記錄，但是后面一直無法突破73%這一大關(guān)。2019年，藍(lán)色起源宣布將會整個重新設(shè)計燃?xì)獍l(fā)生和渦輪泵系統(tǒng)，但后續(xù)試車又發(fā)現(xiàn)泵系穩(wěn)定性存在缺陷，還出現(xiàn)爆炸的問題。最近的一次爆炸還發(fā)生在2023年6月，當(dāng)時，在得克薩斯州西部的試驗場，藍(lán)色起源公司的一臺BE-4液氧甲烷發(fā)動機在熱試車時，點火僅10秒后便發(fā)生猛烈爆炸，發(fā)動機與試車臺均在爆炸中嚴(yán)重?fù)p毀。BE-4發(fā)動機問題不斷是火神火箭屢屢推遲的主要原因，ULA曾多次公開抱怨：BE-4發(fā)動機是火神火箭首飛的最大障礙。

二級發(fā)動機表現(xiàn)也曾讓ULA捏一把汗。去年3月29日，火神火箭的半人馬座V氫氧上面級結(jié)構(gòu)件在馬歇爾太空飛行中心開展資格認(rèn)證測試時發(fā)生大爆炸，調(diào)查顯示，該燃料箱存在結(jié)構(gòu)問題。ULA在6月24日的一份報告中指出，半人馬座V火箭的薄壁壓力穩(wěn)定油箱在發(fā)射前需要在前圓頂頂部進行輕微加固操作。這次爆炸也增加了外界對該火箭可靠性的質(zhì)疑。

對于ULA來說，雖然火神火箭磕磕絆絆，但這次首飛成功終于可以稍微松一口氣，接下來可以上桌與競爭對手SpaceX公司掰掰手腕。由美國洛克希德馬丁和波音公司在2006年聯(lián)合組建ULA曾憑借壟斷地位，一度在美國發(fā)射市場呼風(fēng)喚雨，從2006年至2015年可以說是躺著賺錢，大量美國國內(nèi)發(fā)射合同尤其是國防載荷基本都有ULA納入囊中，發(fā)射成功率也是百分之百。而且2020年以前，聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟每年從軍方不僅獲得大量發(fā)射合同，還有年均10億美元的發(fā)射能力維持補貼。

但躺著賺錢的日子隨著SpaceX公司這條鯰魚的出現(xiàn)逐漸結(jié)束，SpaceX公司憑借著可重復(fù)使用的獵鷹9火箭和更低的管理成本，將發(fā)射報價壓至約ULA報價的一半。ULA的報價普遍在1億美元以上，德爾塔-4H重型火箭報價甚至超過2億美元，而SpaceX公司的報價有不少在5400萬美元左右，遠(yuǎn)低于ULA。為了獲得更多發(fā)射訂單，2014年，SpaceX公司起訴美國軍方，稱在競標(biāo)國家安全任務(wù)時美國軍方偏袒ULA，經(jīng)過一番調(diào)解，SpaceX公司撤訴，軍方逐步授予SpaceX公司相關(guān)合同，并于2017首次發(fā)射國家安全載荷，多次為美國軍方發(fā)射X-37B軌道飛行器、GPS衛(wèi)星等航天器。

看到SpaceX公司能夠用同樣的錢辦更多的事，美國軍方也是樂見SpaceX公司和ULA展開競爭。之后，美國軍方對國家安全發(fā)射項目第二階段進行了招標(biāo)，2020年，經(jīng)過兩輪激烈的競爭之后，美國空軍宣布ULA和SpaceX公司中標(biāo)，兩家公司將分別以60%、40%比例瓜分從2022年到2026年預(yù)計總數(shù)為30至34次的高價值國防發(fā)射任務(wù)合同，價值總額高達50億美元。雖然ULA占了大頭，但為什么更高的報價卻能夠獲得更多的合同，只能說懂得都得。

除了美國官方的發(fā)射任務(wù)需求，需求旺盛的商業(yè)航天發(fā)射服務(wù)也會讓火神火箭分得一杯羹。2022年4月5日，亞馬遜宣布選擇阿麗亞娜太空公司、藍(lán)色起源和ULA為其柯伊伯低軌互聯(lián)網(wǎng)星座發(fā)射3236顆衛(wèi)星，ULA便采購了大量的火箭發(fā)動機，包括一次性采購了116臺RL10C-X發(fā)動機，贏得亞馬遜的合同將使該型火箭的年發(fā)射次數(shù)增加一倍多，達到每年25次。

雖然火神火箭的前景是比較光明的，但依然存在一些不確定性，因為ULA可能被整體出售。去年4月，據(jù)美媒報道，ULA已經(jīng)被擺上貨架，波音和洛馬公司有意出售ULA。2023年12月，有報道稱，亞馬遜創(chuàng)始人杰夫貝索斯的藍(lán)色起源公司以及另一家私募股權(quán)公司有意收購聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟，而藍(lán)色起源公司正在研制新格倫火箭，這款運載能力達到45噸的可重復(fù)使用火箭運載能力比火神更強，如果ULA真的被藍(lán)色起源公司收購，很可能上演半路收養(yǎng)的孩子和親生孩子爭寵的戲碼，至于結(jié)果，時間會給出答案。

編輯：牟慧蘭責(zé)編：周尚斗審核：馮飛