美“火神”火箭前景如何

转场中的“火神”火箭。

当地时间1月8日，美国联合发射联盟公司（ULA）的“火神”火箭，从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射升空，并将载荷送入预定轨道，完成首次飞行任务。

联合发射联盟公司是美国老牌火箭制造商，名下的“德尔塔”和“宇宙神”系列火箭在本世纪前15年，占据美国航天发射市场大部分份额。2015年，美太空探索技术公司推出可重复使用的“猎鹰9号”火箭，以低廉的市场报价给美国航天发射市场带来较大冲击。研制一型在技术和成本上具有相当竞争力的运载火箭，成为美国联合发射联盟公司的当务之急。这也是“火神”火箭的研发初衷。由于种种原因，该火箭在推迟5年后才完成首飞。

关键技术未突破

此次发射的“火神”火箭为两级半结构，芯一级装配2台BE-4液氧甲烷发动机，二级采用“半人马座”5上面级，装配2台RL-10C氢氧发动机，助推器采用GEM-63XL固体助推器，全箭高61.6米，芯级直径5.4米，近地轨道最大运载能力25.8吨。从火箭方案看，芯一级、二级和助推器分别来自3家承包商，采用不同动力结构。多家生产商之间的进度协调、产品研发的高度不确定性，是导致“火神”火箭首飞推迟5年的主要原因。这与主要部件均使用自主研制产品的“猎鹰9号”火箭存在差距。

“火神”火箭首飞成功后，外界发现其并未使用此前宣传的智能重复使用技术（SMART）和集成流体管理技术（IVF）两大智能技术。智能重复使用技术用于回收芯一级发动机和电气设备，从而将芯一级成本降低65%；集成流体管理技术是研制高性能、低成本上面级的核心技术，能够大幅增加火箭执行长周期任务的适应性。在竞争激烈的商业航天发射市场上，只有实现低成本运营，联合发射联盟公司才能拥有与私营航天公司竞争的实力。

发动机来源存隐忧

“火神”火箭一大技术亮点，是芯一级采用液氧甲烷推进剂。在传统运载火箭设计过程中，由于甲烷的密度不及煤油、比冲不及液氢，因此极少被用作火箭推进剂。近年来，随着可重复使用火箭技术迅速发展，液氧甲烷推进剂以价格便宜、不易结焦等优点越来越受到业内人士的青睐。

目前，美太空探索技术公司的“超重-星舰”、联合发射联盟公司的“火神”火箭和蓝色起源公司的“新格伦”火箭，均采用液氧甲烷推进剂。如果考虑到未来航班化运输和星际航行对推进剂的要求，采用液氧甲烷推进剂的火箭将拥有广阔的应用前景。联合发射联盟公司显然看到、并希望抓住这一机遇。值得注意的是，“火神”火箭采用的液氧甲烷发动机由蓝色起源公司生产，并与该公司的“新格伦”火箭形成竞争关系。未来，随着“新格伦”火箭走向市场， “火神”火箭能否顺利从蓝色起源公司继续获得发动机，尚未可知。

市场占有率待提高

根据计划，“火神”火箭在2024年共安排6次发射，包括4次“高价值”任务。2025年，“火神”火箭的发射次数将增至28次。虽然与太空探索技术公司年均过百的发射次数存在较大差距，但这是“火神”火箭进入市场的标志。在航天发射市场上，只有达到一定的任务量，才能实现火箭成本控制。据估算，美国联合发射联盟公司的年发射次数只有达到10至20次后，单发“火神”火箭的发射价格才能降至1.1亿美元，具备与美太空探索技术公司“重型猎鹰”火箭竞争的资格。

有意思的是，由于担忧美太空探索技术公司垄断市场后坐地起价，美国军方有意培植其竞争对手，在分配发射合同时，有意偏向联合发射联盟公司。同时，亚马逊公司计划组建低轨卫星星座与“星链”系统展开竞争，“火神”火箭是其选中的载具之一。由此看来，如果发展顺利，“火神”火箭在未来或将拥有一定的发展空间。（少谋）