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空射火箭:个头虽小 意义重大

2018-06-25 10:21 来源:科普中国-军事科技前沿 

  出品:科普中国

  作者:矛隼工作室

  监制:光明网科普事业部

  有人或许会发现,火箭有的在越来越大,有的却在越来越小。大的,有重达三千吨的超级SLS太空发射系统,小的,却有只有一吨多重的小火箭也在越来越多。

  这些火箭有我国的快舟一号、长征十一号,外国的则有轨道ATK公司的飞马座火箭。这些轻小型的火箭只能将小型卫星送上太空,而且单位运送价格也不比猎鹰九号等大型火箭低。那么,大家为什么要发展这些看似鸡肋的小型火箭呢?

空射火箭:个头虽小 意义重大

图为轨道ATK公司的飞马座火箭

  首先,我们要理解发射工位的概念。工位,就是火箭能够发射的平台,火箭发射总是需要一个发射场的,但是建设一个发射场可是非常复杂的事情。以我国为例,我国有太原、西昌、酒泉、文昌四个火箭发射基地,总计工位数一共都没有几个。而且工位可不是通用的,例如长征五号这样的大型运载火箭,就只能在南方的文昌发射中心发射。

  如果在战时,各大火箭发射基地显然是第一个收到攻击的目标。而且,这些发射中心可不和机场一样,挨了炸弹之后铺上钢板就能复用,航天发射是一个很精细的事情。工位一旦受到破坏,没有一年半载是没办法修复的。

空射火箭:个头虽小 意义重大

图为美国当年发射土星五号的LC39A工位(来源:NASA)

  另一方面,战时卫星也是第一个受到攻击的目标,我们都知道各国的反卫星武器层出不穷,为的就是在第一时间摧毁敌对卫星星座,尤其是间谍卫星、通讯卫星和中继制导卫星。因此,快速补射卫星的能力是各大国的核心战略能力。

  但是,我们刚刚说的这些小火箭,几乎都不需要大型工位就可以发射升空。

  原因很简单,是因为其都使用的是固体燃料发动机,无需提前加注和测试流程就可升空。尤其是长征十一号,其干脆有配套的机动式发射装置,发射流程也就和弹道导弹一样,找到一块平地,起竖,装订目标轨道数据然后发射升空就可以了。

  然而,美国的轨道ATK公司“飞马座”火箭的发射模式更加有趣——空射火箭!

  简单的来说,就是火箭被捆绑在一架飞机上,待飞机升至高空再发射火箭。这种技术不是什么新鲜东西了,维珍宇航的白骑士+太空船就是空射火箭组合。

空射火箭:个头虽小 意义重大

图为维珍航天白骑士二号

  相比于凝聚着大国工业技术的快速发射固态运载火箭,小得多的多的空射火箭的技术难度也要低得多。此外,固态运载火箭通常被和弹道导弹联想到一起,而空射火箭则不会。这使得很多小国更青睐自研或者进口空射火箭来发射本国的火箭。

空射火箭:个头虽小 意义重大

  图为B52火箭发射的飞马座空射火箭

  从技术上说,空射运载火箭的好处在于三点,第一点是使用了飞机的动能和高度,可以大大的节约火箭燃料。第二点与小型固态火箭相似,可以机动发射,而且挂着火箭的飞机可以转场到全球的任何一个位置。第三点则是其在发射时拥有更灵活的发射窗口期——机动灵活的发射载机甚至可以追着发射窗口飞行。

  不过,空射火箭的运载能力只能用千克来计算,这导致其在战时也只能用于发射通讯或中继卫星,而不能像固体运载火箭一样补射摄像卫星。

  对于民用来说,空射火箭作为一种超小型火箭,很适合发射高校用小卫星或者立方星。

  当前,随着计算机技术、遥测技术和天地通讯技术的发展,立方星的意义越来越大,凭借仅仅十几厘米的体型,却能完成以前需要大型卫星才能完成的任务。在此之前,立方星的发射通常要搭上大型运载火箭的顺风车。然而大型运载火箭往往需要首先顾及自己搭载的大型卫星,这就导致了立方星很难找到合适自己预定轨道的顺风车。

空射火箭:个头虽小 意义重大

图为立方星示意图

  现在的小型运载火箭就恰好满足这个需求了。高校和科研团体可以用较低的价格,包下整个运载火箭,对于科研的发展来说是非常有意义的。

  这些小个头的运载火箭,尤其是空射火箭虽然在媒体面前出场率远远低于那些超级运载火箭,但是其在战争情况下对于国家整体的国防安全作用却是不可缺失的重要一环。而在本世纪,满足了不断发展的近地空间科研需求,可以说是大国重器之一了。(本文图片来自网络)

[责任编辑:赵清建]

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