English

中国科协 光明网 主办

运载火箭和弹道导弹之间仅隔着一层“窗户纸”?

2018-10-11 11:10 来源:科普中国-军事科技前沿 

  在美国“太空探索”公司的“猎鹰九号”系列火箭进入成熟的商业化运作之后,世界各国的民营航天事业紧跟步伐,如雨后春笋般推出了多款声称低成本和成熟的运载火箭。而值得注意的是,不乏有这些火箭是由弹道导弹改进而来的说法。

运载火箭和弹道导弹之间仅隔着一层“窗户纸”?

图为由“撒旦”洲际液体弹道导弹直接改进而来的“第聂伯”运载火箭。(来源:SpaceVid)

  其中,部分民营航天企业开诚布公,明确表示这些火箭源自弹道导弹,而有些则保持了缄默。由于缺乏决定性的证据,笔者当然无法证实这些说法的真伪。但有一点是可以确定的:弹道导弹这个悬在无数人头顶的“达摩克里斯之剑”要想摇身一变,成为人类谋福祉的运载火箭,这个设想不仅可行,还有无数先例,整体技术难度也不高。

  但反过来说,运载火箭向弹道导弹的“武装之路”就是困难重重。这究竟是为什么呢?

  殊途同归:运载火箭和弹道导弹的飞升之路

  确切来说,全世界现存的所有运载火箭和弹道导弹都有一个共同的“理论父亲”和“祖师爷”:前者就是著名的苏俄航天先驱者齐奥尔科夫斯基,他是世界上首个论证火箭能够向大气层外抛射载荷的科学家;而后者则是德国在第二次世界大战间开发的V-2弹道导弹,这款基于齐奥尔科夫斯基公开发表理论研发的导弹在战后为苏联和美国所彻底研究,于此基础上开发出了各自的运载火箭和弹道导弹产品。

  在齐奥尔科夫斯基的“宇宙旅行”理论当中,运载火箭的核心是要赋予载荷一个极快的速度,使其脱离地心引力,进入太空轨道。而弹道导弹在军事上的需求则也是要赋予载荷较快的速度,令其在重力势能(高度)消耗殆尽之前能够飞抵目的地。

  由于技术和需求几乎同源,弹道导弹(后特指洲际弹道导弹)和运载火箭有高度相似的特征,那也就不足为奇了。比方说苏联用于首次载人航天任务,将航天员加加林送上太空而名垂青史的运载火箭“东方”,就是由R-7液体洲际弹道导弹略作修改而来,这样的场景在世界各国的早期航天发展历程中均不鲜见。

运载火箭和弹道导弹之间仅隔着一层“窗户纸”?

图为具备独特起竖方式的“东方”火箭,基于R-7洲际弹道导弹。

  也正因如此,某些国家发展轨道运载火箭的计划才会遭到国际社会的“一致非难”,因为倘若能将数十或者数百千克的卫星“推”出地球引力的束缚范围,这也就意味着该国具备了向大洋彼岸投送相应武器载荷的能力,其国际地位和利益诉求就会顿时为之一变。

  但实际上,即便某些国家已经拥有合格的运载火箭,甚至是大推力,大载荷的深空运载火箭,他们离合格的洲际弹道导弹依旧很远——即便那只是一层纸。

  出去容易进来难:存在感十足的大气层

  只要丢过石头,都不难明白操控石块落点,比单纯丢高丢远石块更难的道理——而洲际弹道导弹的技术难点也正是如此:要想让多级多段的导弹将载荷精准送达上万千米之外半径200米的圆环区域里,其难度更甚于闭着眼在百米外,将吹箭送入标靶中央的红心:毕竟射击场里的吹箭不需要面对高空强风、再入空气阻力和高速摩擦所带来的高温,更不用具备所谓的导航系统。

  简单来说,洲际弹道导弹和运载火箭的最大差别,就是其载荷,即弹头具备“再入”能力,能在被射出大气层之后安然返回,精准命中目标地域。这一过程类似返回式卫星,但又远比返回式卫星更为粗暴。

运载火箭和弹道导弹之间仅隔着一层“窗户纸”?

图为装配中的W87洲际导弹核弹头头锥,可见其结构和保护措施都异常精密。(来源:Minuteman)

  从过程来看,人类尚无一款成熟材料可以持续抵御八千到一万两千摄氏度的持续高温,就是能在这温度下坚持十秒的材料都为数甚少:金属材料的极限,碳化钽铪金属的熔点仅为3500摄氏度左右,在加工相当困难的同时根本不足以对抗“再入温度”,而这正是洲际弹道导弹弹头所需要面对的极端情况。

  因此,目前世界各核大国的弹头构型、材料乃至于相关数据都是绝对机密,各自的技术路径和思路也大有不同。综上所述,这层看上去薄的窗户纸,实则将运载火箭和弹道导弹明确地区分开来,也将不少国家挡在了核威慑的门槛之外。

  出品:科普中国

  制作:旋钮工作室

  监制:光明网科普事业部

[责任编辑:赵清建]

手机光明网

光明网版权所有

光明日报社概况 | 关于光明网 | 报网动态 | 联系我们 | 法律声明 | 光明员工 | 光明网邮箱 | 网站地图

光明网版权所有