美國終於宣佈,未來將不再依靠俄羅斯火箭發動機了?最近,聯合發射聯盟(ULA)和SpaceX表示將準備完成首批“國家安全發射”,並用“火神-半人馬”和“獵鷹”火箭,替換安裝俄羅斯RD-180發動機的“宇宙神-5”(阿特拉斯-5)火箭。
幾乎同時,諾斯羅普·格魯曼宣佈將選擇與螢火蟲航天合作,為“安塔瑞斯”(心宿二)火箭打造新的一級助推器,替換掉目前的俄羅斯RD-181發動機。
RD-180發動機是由俄羅斯Energomash公司設計製造的雙燃燒室、雙噴嘴發動機,採用煤油和液氧燃料。該發動機在上世紀90年代被美國引進(共交付120多臺),用於“宇宙神-5”運載火箭的第一級。從2002年開始,“宇宙神-5”火箭一共發射36次,成功35次,唯一失敗還是二級發動機的美製RL-10A故障導致的,由此可見RD-180的優秀。
至於RD-181發動機,則是美國在2016年從俄羅斯引進,同樣為液氧煤油燃料,一共計劃進口60臺,主要安裝在“安塔瑞斯”運載火箭上作為第一級。“安塔瑞斯”運載火箭主要用於發射“天鵝座”飛船,以及為國際空間站運送物資,目前已經發射了10次。
但是俄烏衝突爆發後,美國對俄羅斯進行了全面制裁,作為反制,俄羅斯宣佈停止向美國供應RD-180和RD-181發動機。目前,美國僅剩下大約20多臺RD-180和4臺RD-181,只能完成個位數的發射任務。如果美國無法找到火箭替代品,那麼將失去一大半的宇宙發射能力。
為此,聯合發射聯盟(ULA)Quattroporte兼首席執行官托里·布魯諾表示,為了取代RD-180,將需要設計一個新引擎來安裝在“宇宙神-5”的後端。但是,這個工作難度較高,需要重新構建火箭結構並圍繞新發動機設計一切。
托里·布魯諾承認,RD-180的設計是美國火箭發動機制造商無法複製的,其中包括用於燃燒室壁的獨特金屬混合物,可防止其在發射壓力期間破裂。儘管如此,他表示:“我們可以說,那又怎樣?我們不再需要你那發臭的引擎了!”
托里·布魯諾表示,在逐步淘汰已購買的剩餘RD-180發動機的同時,ULA將使用新的“火神-半人馬”重型運載火箭(二級採用半人馬發動機,與“宇宙神-5”相同)執行預定的任務。該火箭自2014年以來一直在開發中,具有較好的成本優勢。“火神”具有與“宇宙神-5”相同的單核結構,第一級火箭採用“藍色起源”公司的BE-4發動機,採用液態甲烷燃料,同時能添加多達六個固體火箭助推器,因此推力比“德爾塔IV”重型火箭更大。
目前,美國聯合發射聯盟(ULA)僅有“德爾塔IV”重型火箭不受俄羅斯反制裁影響,但是該火箭成本很高。而“火神”運載火箭的成本,據稱只有“德爾塔IV”的三分之一,甚至四分之一。
據稱,“藍色起源”公司的前兩個BE-4發動機已接近完成。根據BE-4的性能配置中看到的情況,布魯諾表示“對引擎非常滿意”。他指出,“火神”火箭將繞過任何試飛,直接進入認證發射階段。火箭的首飛將攜帶“遊隼”月球著陸器,用於美國宇航局的“商業月球有效載荷服務”計劃,有望在今年年底進行發射。
5月份,美國太空系統司令部向聯合發射聯盟(ULA)和“火神”火箭分配了前五次國家安全任務,作為國家安全太空發射第二階段的一部分。雖然沒有宣佈發射的具體時間表,但預計將在未來兩年內完成。
而作為合同的第一部分,SpaceX收到了來自太空系統司令部的三項任務。該公司計劃在發射的第一階段使用其“獵鷹-9”和“獵鷹重型”火箭,這兩種火箭均由該公司自己的“梅林”系列煤油和液氧發動機提供動力。
至於安裝了RD-181發動機的“安塔瑞斯”火箭,將使用螢火蟲航天開發的7臺“米蘭達”發動機作為第一級,原來則是兩臺RD-181。儘管螢火蟲航天公司宣稱推力將更大,但7臺發動機並聯使用將極大降低可靠性,而且這項工作在2024年才能完成。
綜上所述,美國為了消除俄羅斯反制裁造成的影響,加大了本國火箭技術的開發速度,甚至不惜跳過試驗階段,直接讓“火神-半人馬”進入首次實戰發射,時間表足足提前了兩年(原本計劃在2024年後發射)。其他公司推出的新型火箭,由於缺乏足夠的驗證和技術積累,也都存在各種可靠性隱患。