美国一次性运载火箭攻略:美国运载火箭

　　“航天运载器是美国空间优势核心能力的关键支柱，航天运载能力的丧失将会对美国的空间优势造成毁灭性的影响。” 　　摘自美国《空军2025年计划》 　　近年来，航天技术的发展十分迅速，越来越多的军用和民用任务正在向空间转移。航天运载能力涉及到一个国家自主进入空间的能力，是保持空间优势的核心能力之一，因而一直受到各航天国家的重视。
　　《美国航天司令部长期规划――2020年设想》提出了明确的目标，“控制空间首先要确保进入空间。进入空间必须做到灵活、廉价和按需到达，以部署、重构、补充、更新、扩充和维护空间体系。”根据这种思路，美国原先构想的混和运输系统需要重新动手术。

　　根据航天发展的需求，美国认为需要建立由可重复使用的运载火箭、一次性运载火箭、空间作战飞行器和用于部署及维护空间系统的空间拖船等组成的混合运输手段。但由于已有的一次性运载火箭都未采用标准化的处理程序、支援设备和基础设施，每次任务都是孤立的，从而使发射费用十分昂贵。航天飞机由于维护成本高，远没有实现低成本可重复使用的目标。以火箭为动力的第二代可重复使用运载器要到2010年以后才有可能投入商用，而采用吸气式动力的空天飞机有可能到2020年才能研制成功。因此，在2010年前，一次性运载火箭仍将是国际航天发射的主力。
　　

　　龙争虎斗 花落两家
　　
　　1994年8月，美国总统克林顿签署了新的航天运载器政策，主要内容是由国防部负责改进一次性运载火箭，而由美国航宇局负责发展可复用航天运载器所需的新技术。
　　由国防部负责的计划称为“渐进一次性运载器”(EELV)，目的是改造美国的一次性火箭，将其发展为能满足中型和大型航天器的发射需求，并取代目前所用的大力神、宇宙神和德尔它三个系列。该计划的具体目标是：①比现有的航天运载系统的发射费用至少降低25%；②满足政府的发射需求；③改进可操作性(适用性)。而最终目标是称雄世界运载火箭市场!

　　EELV计划分三个阶段实施。第一阶段为低费用方案论证阶段，为期15个月。美国空军于1995年8月选择波音、麦道(这两家公司现已合并)、洛克希德-马丁和联合技术系统公司进行第一阶段的研究，并分别向它们投资了3000万美元。第二阶段为前期工程与制造技术开发阶段，为期17个月。1997年1月，美国空军从上述4家公司中选择了麦道(现在的波音)和洛马两家，并向每家公司投资6000万美元。第三阶段为工程与制造技术开发阶段，为期8年。为增加政府选择的灵活性，美国空军于1998年10月16日与波音和洛马公司分别签订了5亿美元的研制合同。
　　在1999～2002财年的研制阶段，两家承包商要完成以下工作：①建立制造能力；②建造和改进发射基地的基础设施；③启动位于佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的发射工位和位于加利福尼亚州的范登堡空军基地发射场。
　　
　　谁优谁劣 尚待分晓
　　
　　波音公司负责的EELV火箭系列代号为德尔它4，它通过采用“通用助推芯级(CBC)设计来极大地降低成本。发动机方面的改进主要利用现有的低风险和低成本技术。为了缩短发射台上的操作准备时间，火箭的绝大部分处理操作将在水平装配设施上进行。水平处理技术是苏联发明并加以完善的，能防止火箭在发射台上处于垂直位置时，因某些原因延迟发射所造成的巨额损失。虽然重型EELV也将需要进行一些垂直组装，但波音公司的重型EELV的有效载荷在装入火箭顶部前已被封装在整流罩内，这样能缩短火箭在发射台上的时间。
　　通过采用公用芯级、水平组装方式以及高度自动化的起竖设备，德尔它4可极大地降低地面处理费用。同时，标准的发射台和有效载荷接口以及统一的相关设施和设备也将进一步缩短发射准备时间。

　　洛马公司负责的EELV火箭系列代号宇宙神5，它也采用模块化设计的芯级。为降低操作费用，新型火箭可在发射前18小时才离开组装线运到发射台起竖。宇宙神5所用的模块式“通用芯级助推器”采用铝合金结构。这种坚实的结构可以使通用芯级火箭铆接在一起，用于大型有效载荷的发射任务。500型火箭还将捆绑1～5个固定助推器。
　　比较德尔它4和宇宙神5两个系列，在技术上，两者均采用了通用核心模块式设计，其中宇宙神5所用的“通用核心助推器”(CCB)继承了宇宙神火箭的液氧/煤油推进系统和大力神火箭的结构设计等现有技术，更注重继承性，而德尔它4的“通用助推器核心”(CBC)采用的新技术较多，更多地体现了创新性。在发射服务方面，美国空军将在2002～2006财年使用EELV发射28个美国的有效载荷，其中德尔它4将发射19个，洛马公司的宇宙神5发射9个。目前，由于宇宙神5抢先一步首发成功，后面的订单还很难说。
　　
　　美国铸箭 意在全球
　　
　　前面已提到，美国推出EELV计划，旨在研制出称雄世界的运载火箭新家族，以取代现役的德尔它、宇宙神和大力神火箭。
　　美国军方希望EELV系列能覆盖所有小型、中型和大型有效载荷的发射需求，能把1125～20412千克的有效载荷送入低地轨道。EELV火箭在2002～2003年要能把发射费用降低25%～50%，并能在45天内完成中等有效载荷的发射和在90天内完成大型有效载荷的发射。在2010年前后平均每年要能进行30～40次地球静止转移轨道发射，在2020年前要能为美国国防部节省发射费用50～100亿美元，并使美国在国际商业航天发射市场上占据50%以上的份额(现为35%)。
　　宇宙神5号首发成功后，美国的许多报纸和网站纷纷发表评论，称美国火箭将要在国际商业发射市场与欧空局的阿里安5、中国的长征火箭和日本的H-2A展开激烈的竞争。看来，美国的野心不仅仅是吃掉“大鱼”(阿里安5)，连占份额很小的长征火箭和H-2A也不放过了，已被选作对手的中国怎么应对呢?★