[科普中國]-空射火箭：個(gè)頭雖小 意義重大

出品：科普中國

作者：矛隼工作室

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

有人或許會(huì)發(fā)現(xiàn)，火箭有的在越來越大，有的卻在越來越小。大的，有重達(dá)三千噸的超級(jí)SLS太空發(fā)射系統(tǒng)，小的，卻有只有一噸多重的小火箭也在越來越多。

這些火箭有我國的快舟一號(hào)、長征十一號(hào)，外國的則有軌道ATK公司的飛馬座火箭。這些輕小型的火箭只能將小型衛(wèi)星送上太空，而且單位運(yùn)送價(jià)格也不比獵鷹九號(hào)等大型火箭低。那么，大家為什么要發(fā)展這些看似雞肋的小型火箭呢？

圖為軌道ATK公司的飛馬座火箭

首先，我們要理解發(fā)射工位的概念。工位，就是火箭能夠發(fā)射的平臺(tái)，火箭發(fā)射總是需要一個(gè)發(fā)射場(chǎng)的，但是建設(shè)一個(gè)發(fā)射場(chǎng)可是非常復(fù)雜的事情。以我國為例，我國有太原、西昌、酒泉、文昌四個(gè)火箭發(fā)射基地，總計(jì)工位數(shù)一共都沒有幾個(gè)。而且工位可不是通用的，例如長征五號(hào)這樣的大型運(yùn)載火箭，就只能在南方的文昌發(fā)射中心發(fā)射。

如果在戰(zhàn)時(shí)，各大火箭發(fā)射基地顯然是第一個(gè)收到攻擊的目標(biāo)。而且，這些發(fā)射中心可不和機(jī)場(chǎng)一樣，挨了炸彈之后鋪上鋼板就能復(fù)用，航天發(fā)射是一個(gè)很精細(xì)的事情。工位一旦受到破壞，沒有一年半載是沒辦法修復(fù)的。

圖為美國當(dāng)年發(fā)射土星五號(hào)的LC39A工位（來源：NASA）

另一方面，戰(zhàn)時(shí)衛(wèi)星也是第一個(gè)受到攻擊的目標(biāo)，我們都知道各國的反衛(wèi)星武器層出不窮，為的就是在第一時(shí)間摧毀敵對(duì)衛(wèi)星星座，尤其是間諜衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星和中繼制導(dǎo)衛(wèi)星。因此，快速補(bǔ)射衛(wèi)星的能力是各大國的核心戰(zhàn)略能力。

但是，我們剛剛說的這些小火箭，幾乎都不需要大型工位就可以發(fā)射升空。

原因很簡(jiǎn)單，是因?yàn)槠涠际褂玫氖枪腆w燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，無需提前加注和測(cè)試流程就可升空。尤其是長征十一號(hào)，其干脆有配套的機(jī)動(dòng)式發(fā)射裝置，發(fā)射流程也就和彈道導(dǎo)彈一樣，找到一塊平地，起豎，裝訂目標(biāo)軌道數(shù)據(jù)然后發(fā)射升空就可以了。

然而，美國的軌道ATK公司“飛馬座”火箭的發(fā)射模式更加有趣——空射火箭！

簡(jiǎn)單的來說，就是火箭被捆綁在一架飛機(jī)上，待飛機(jī)升至高空再發(fā)射火箭。這種技術(shù)不是什么新鮮東西了，維珍宇航的白騎士+太空船就是空射火箭組合。

圖為維珍航天白騎士二號(hào)

相比于凝聚著大國工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)射固態(tài)運(yùn)載火箭，小得多的多的空射火箭的技術(shù)難度也要低得多。此外，固態(tài)運(yùn)載火箭通常被和彈道導(dǎo)彈聯(lián)想到一起，而空射火箭則不會(huì)。這使得很多小國更青睞自研或者進(jìn)口空射火箭來發(fā)射本國的火箭。

圖為B52火箭發(fā)射的飛馬座空射火箭

從技術(shù)上說，空射運(yùn)載火箭的好處在于三點(diǎn)，第一點(diǎn)是使用了飛機(jī)的動(dòng)能和高度，可以大大的節(jié)約火箭燃料。第二點(diǎn)與小型固態(tài)火箭相似，可以機(jī)動(dòng)發(fā)射，而且掛著火箭的飛機(jī)可以轉(zhuǎn)場(chǎng)到全球的任何一個(gè)位置。第三點(diǎn)則是其在發(fā)射時(shí)擁有更靈活的發(fā)射窗口期——機(jī)動(dòng)靈活的發(fā)射載機(jī)甚至可以追著發(fā)射窗口飛行。

不過，空射火箭的運(yùn)載能力只能用千克來計(jì)算，這導(dǎo)致其在戰(zhàn)時(shí)也只能用于發(fā)射通訊或中繼衛(wèi)星，而不能像固體運(yùn)載火箭一樣補(bǔ)射攝像衛(wèi)星。

對(duì)于民用來說，空射火箭作為一種超小型火箭，很適合發(fā)射高校用小衛(wèi)星或者立方星。

當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)和天地通訊技術(shù)的發(fā)展，立方星的意義越來越大，憑借僅僅十幾厘米的體型，卻能完成以前需要大型衛(wèi)星才能完成的任務(wù)。在此之前，立方星的發(fā)射通常要搭上大型運(yùn)載火箭的順風(fēng)車。然而大型運(yùn)載火箭往往需要首先顧及自己搭載的大型衛(wèi)星，這就導(dǎo)致了立方星很難找到合適自己預(yù)定軌道的順風(fēng)車。

圖為立方星示意圖

現(xiàn)在的小型運(yùn)載火箭就恰好滿足這個(gè)需求了。高校和科研團(tuán)體可以用較低的價(jià)格，包下整個(gè)運(yùn)載火箭，對(duì)于科研的發(fā)展來說是非常有意義的。

這些小個(gè)頭的運(yùn)載火箭，尤其是空射火箭雖然在媒體面前出場(chǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于那些超級(jí)運(yùn)載火箭，但是其在戰(zhàn)爭(zhēng)情況下對(duì)于國家整體的國防安全作用卻是不可缺失的重要一環(huán)。而在本世紀(jì)，滿足了不斷發(fā)展的近地空間科研需求，可以說是大國重器之一了。（本文圖片來自網(wǎng)絡(luò)）