在瑞典北部的发射台上,一枚名为“忒弥斯”(Themis)的火箭原型机已组装完毕,静待第一次点火。对于欧洲航天局和主承包商阿丽亚娜集团来说,这是激动人心的一步。然而,这枚火箭即将尝试的,却是美国太空探索技术公司(SpaceX)在13年前,用一个叫“蚱蜢”的试验品就已完成的项目:低空垂直起降测试。
这一幕,浓缩了欧洲在可回收火箭领域漫长而纠结的十年。
故事要从航天业的游戏规则被彻底颠覆说起。在过去,火箭是昂贵的“一次性用品”,把卫星送入轨道后,价值不菲的箭体就在大气层中烧毁或坠入大海。直到SpaceX的创始人埃隆·马斯克决意要像重复使用飞机一样重复使用火箭。经过多次惊心动魄的失败,2015年12月,SpaceX的猎鹰9号火箭一级稳稳地垂直降落在陆地回收场上,人类航天史从此翻开了新的一页。
这个突破的意义远超技术本身,它直接指向了成本。当别人还在为每一次发射制造全新的火箭时,SpaceX已经可以回收、翻新、再次发射,将发射报价降低到传统航天巨头难以企及的水平。航天发射的市场,一夜之间从奢侈品变成了平价商品。
此时的欧洲,正倾其全力研发新一代的“阿丽亚娜6号”火箭。这是一款性能优异的传统火箭,但它完全没有考虑任何回收复用的设计。当SpaceX已经开始引领潮流时,欧洲航天却发现自己手里的“王牌”,刚一问世就已显得过时。
现实的压力是最好的催化剂。大约从2017年起,欧洲终于开始了自己的追赶之路。这条路崎岖而漫长,分成了几条并行的探索线:
首先,他们需要一颗能堪当大任的“心脏”——可重复使用的发动机。于是,“普罗米修斯”(Prometheus)发动机项目应运而生。它选用液氧甲烷作为燃料,这与SpaceX的猛禽发动机技术路线相似。相较于传统煤油,甲烷燃烧更清洁,不易在发动机内部产生积碳,这对于需要多次点火、重复使用的发动机来说至关重要。
其次,是名为“卡利斯托”(Callisto)的小型验证项目。这是一个由法国、德国和日本合作的计划,旨在小规模地测试垂直起降技术。它更像一个科研探索项目,但进展缓慢,首次飞行被一再推迟,目前看来最早也要等到2027年。
而我们今天故事的主角“忒弥斯”,则是欧洲航天寄予厚望的“实战派”。它比卡利斯托更大,也更直接地服务于未来的火箭。它将搭载普罗米修斯发动机,装上着陆腿,进行一系列从低到高的跳跃测试,验证所有回收所需的关键技术。可以说,忒弥斯身上承载着欧洲未来主流运载火箭的希望。
现在,忒弥斯已经站在了瑞典的发射台上,即将开始它的第一次“跳跃”,目标高度可能只有短短100米。这微不足道的一跳,却是欧洲追赶之路上的一个坚实脚印。从这些测试中获得的宝贵数据,将直接注入到阿丽亚娜集团子公司MaiaSpace正在开发的一款小型可回收火箭中,并最终为阿丽亚娜6号的继任者铺平道路。
尽管忒弥斯取得了进展,但必须清醒地看到它所面临的现实。这个项目原计划在2022年就开始首次测试,如今已经晚了三年。
再看看它的竞争者们。SpaceX在2012年就开始了“蚱蜢”测试,2015年成功回收轨道级火箭,2017年更是实现了人类首次复用火箭第一级。如今,SpaceX的猎鹰9号火箭回收次数已将近500次,甚至可以做到“一箭30飞”。而除了SpaceX,美国的蓝色起源、火箭实验室,以及一大批中国公司,都已在这条赛道上疾驰。
对于欧洲航天来说,忒弥斯踏上发射台是迟到已久的一步。前方的路,依然漫长且充满挑战。这场重塑太空时代的竞赛,它终于入场了,但真正的赛跑,现在才刚刚开始。
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图源:ArianeGroup
信源:Eric Berger 发在 ArsTechnica 上的相关报道
