“火神”首秀告捷，專家：美政府有了打破SpaceX壟斷地位的新選擇

來源：環球時報

【環球時報特約記者 武彥 環球時報記者 劉揚】被美國政府寄予厚望的新一代“火神”運載火箭於美國當地時間12日深夜成功升空，將美國太空軍的機密國防載荷和一顆導航技術驗證衛星送入地球同步軌道。這不僅標誌着該火箭首次參與美國太空軍的國家安全太空發射（NSSL）計劃，也意味着美國政府終於有了可以打破美國太空探索技術公司（SpaceX）在航天發射領域壟斷地位的新選擇。

“完全由美國製造”

美國哥倫比亞廣播公司12日稱，由美國老牌航天發射企業聯合發射聯盟研製的“火神”火箭，當天成功將兩顆軍用衛星送入距離地球3.6萬公里的地球同步軌道。報道描述稱，美國東部時間晚上8時56分，伴隨着兩臺液氧甲烷BE-4發動機發出的巨大轟鳴，“火神”火箭從卡納維拉爾角太空軍的41號發射臺上升空。“隨後它向東在大西洋夜空中劃過弧線，上演了一場壯觀的天空照明表演”。

升空約3分半鐘後，“火神”火箭第一級燃料消耗殆盡、完成分離，隨即“半人馬座”上面級的兩臺RL10C（X）氫氧發動機點火。此後由於軍事任務的保密需要，聯合發射聯盟關閉了後續發射直播，剩餘飛行在高度保密中完成。

美國“太空新聞”網站12日稱，此次發射是“火神”火箭在獲得美國國家安全太空發射認證後的首次飛行，也是該火箭在多年的開發和認證延遲之後實現的里程碑式事件。對於美國國防部而言，這次發射也意味着正式轉向“僅使用由美國製造的發動機提供動力的國產火箭”運送“國家安全有效載荷”入軌。

據介紹，聯合發射聯盟計劃用“火神”運載火箭取代此前使用的“德爾塔-4”“阿特拉斯-5”運載火箭。在SpaceX的“獵鷹9”號火箭獲得美國國家安全太空發射認證之前，聯合發射聯盟一直是美國軍事發射服務的唯一供應商，承擔了美國政府和軍方70%以上的航天發射任務。但“德爾塔-4”“阿特拉斯-5”運載火箭都使用俄製RD-180液氧煤油發動機，這種“對俄依賴”引起了美國國會的長期批評。特別是在俄烏衝突爆發後，美俄停止航天技術合作，從俄羅斯引進航天發動機的渠道中斷，更加劇了美國國內的擔憂。而從2014年開始研製的“火神”火箭採用可重複使用設計，號稱“完全由美國製造”，芯一級直徑5.4米，配備兩臺美國藍色起源公司研製的BE-4液氧甲烷發動機；芯二級爲“半人馬座”上面級，配備兩臺美國洛克達因公司研製的RL10C（X）氫氧發動機。該火箭還可以選用不同數量的助推器，以滿足發射任務的實際需要。

打破SpaceX的壟斷

“太空新聞”網站稱，當前只有聯合發射聯盟和SpaceX獲得美國國家安全太空發射認證，從實際市場份額看，SpaceX明顯佔據優勢。“SpaceX憑藉部分可重複使用且非常成功的‘獵鷹9’號和‘獵鷹重型’運載火箭主導了世界發射市場。今年到目前爲止，SpaceX已經發射了97枚‘獵鷹9’號。”

作爲對比，“火神”運載火箭的研製並不順利。由於芯一級、二級和助推器分別來自3家承包商，並採用不同動力結構，多家生產商之間的進度協調、產品研發進度的高度不確定性，導致“火神”火箭首飛時間推遲了5年，一直到2024年1月才完成。今年8月12日的發射是該系列火箭的第三次發射，其進度遠遠落後於SpaceX。

但聯合發射聯盟認爲，“火神”火箭也有着SpaceX無法匹敵的優勢。聯合發射聯盟總裁兼首席執行官托裡·布魯諾表示，“火神”火箭使用的高性能BE-4發動機及其大推力的“半人馬座”上面級，使該火箭特別適合將重型軍用有效載荷發射到常規火箭難以到達的軌道。“它是專門爲這些主要爲政府服務的特殊軌道而設計的。8月12日的發射任務就是典型的案例——它直接將衛星送入地球同步軌道。”他解釋說，“火神”火箭芯一級直接將滿載推進劑的“半人馬座”上面級送到近地軌道，而不是像其他大部分火箭那樣在較低高度就完成一二級分離。這意味着“半人馬座”上面級有足夠的能量將更大質量的載荷精準地送入高地球軌道。布魯諾表示，“火神”火箭可以將重型有效載荷直接送入高地球軌道，而無需讓衛星耗費寶貴的燃料，靠自己的發動機緩慢地爬升高度，從而極大增加衛星的在軌壽命。

哥倫比亞廣播公司稱，SpaceX的“獵鷹重型”和聯合發射聯盟已經退役的“德爾塔-4”重型火箭此前也被用於執行這類高軌道衛星的發射任務，但它們都採用三枚火箭並聯（三芯並聯）的設計。布魯諾表示，爲了完成高軌道衛星的發射任務，此前的這類火箭需要耗費三枚火箭芯級，“顯然一枚火箭芯級比三枚消耗性火箭芯級更便宜、更高效。就這麼簡單。”

報道稱，聯合發射聯盟正在擴建地面配套設施。按照計劃，“火神”火箭將在2025年完成9次發射，到今年年底將達到平均每月2枚的發射密度，預計在2026年完成20至25次發射。

就美國政府而言，“火神”火箭正式投入使用，特別是可以完成高度敏感的美國政府和軍方航天發射訂單，對於其擺脫當前對SpaceX的依賴至關重要。全國空間探測技術首席科學傳播專家、航天專家龐之浩告訴《環球時報》記者，自從“德爾塔-4”火箭在2024年4月退役以來，SpaceX保持着美國國家安全太空發射任務領域的獨家壟斷地位。但由於SpaceX創始人馬斯克與美國總統特朗普分道揚鑣，美國政府近來一直在尋求SpaceX的潛在接替者，“火神”火箭這次發射成功，爲美國政府提供了新的選擇。

攜帶兩顆“不一般”的衛星

至於“火神”火箭這次發射任務攜帶的載荷，“太空新聞”網站透露，“據信至少有兩顆衛星：一顆是完全機密的美國國防載荷，另一顆是導航技術驗證衛星——導航技術衛星-3（NTS-3）。”報道強調，這是五角大樓自20世紀70年代首次發射GPS技術驗證衛星以來的第一顆實驗性導航衛星。據龐之浩介紹，NTS-3由美國空軍研究實驗室（AFRL）資助，是美國近50年來首顆此類衛星。它旨在推動天基定位、導航和授時技術發展，爲更強大、更具彈性和響應性的衛星導航架構奠定基礎。2019年，美國空軍將NTS-3指定爲首批三個先鋒號計劃之一，可見對其重視程度。該衛星包括天基試驗飛行器、地面指揮控制系統和敏捷軟件定義用戶接收機三部分，它能通過數字信號發生器在軌重新編程以廣播新信號，提高抗干擾性能。它還將測試Chimera信號認證協議，爲民用用戶提供防GPS欺騙保護。此外，衛星上的多個原子鐘和計時源可實現自動時鐘錯誤檢測和糾正。

新墨西哥州嘉德蘭空軍基地空軍研究實驗室的高級航空航天工程師喬安娜·辛克斯表示，“GPS 是我們今天生活中不可或缺的一部分，可能整個早上都在以沒有意識到的方式使用它的服務。通過NTS-3，我們將試驗許多不同的技術，研究我們如何繼續發展和增強 GPS，以確保它仍然是我們作戰人員所需的黃金標準。”

龐之浩表示，NTS-3的研發與發射，是美國應對全球衛星導航領域競爭，特別是提升GPS抗干擾、抗欺騙能力的重要舉措，有助於美國保持在衛星導航技術方面的領先地位。