北京時(shí)間2022年10月1日15:01（以下為北京時(shí)間），搭載7顆衛(wèi)星以及1個(gè)太空艙的“阿爾法”（Alpha）遙二運(yùn)載火箭，自加利福尼亞州范登堡太空軍基地Firefly SLC-2發(fā)射工位點(diǎn)火發(fā)射，順利送星入軌，“阿爾法”火箭復(fù)飛成功！

本次任務(wù)是“阿爾法”火箭的第2次測(cè)試飛行，其第1次測(cè)試飛行于2021年9月3日9:59在同一地點(diǎn)進(jìn)行，火箭起飛02:25發(fā)生異常，導(dǎo)致靶場(chǎng)使用飛行終止系統(tǒng)（Flight Termination System，F(xiàn)TS）安全終止飛行（空中引爆）。通過(guò)當(dāng)時(shí)對(duì)飛行數(shù)據(jù)的初步審查表明，電氣問(wèn)題引起芯一級(jí)4臺(tái)“金甲蟲”（Reaver）發(fā)動(dòng)機(jī)中的一臺(tái)關(guān)閉導(dǎo)致了異常發(fā)生。

好事多磨！一型高效的新銳小液火

蟄伏一年多，“阿爾法”火箭終于在第二次測(cè)試飛行中取得成功，意味著世界運(yùn)載火箭領(lǐng)域又添1員小型“猛將”。

“阿爾法”火箭由總部位于德克薩斯州雪松公園（CEDAR PARK, Texas）的螢火蟲航天（Firefly Aerospace）研制，為小型二級(jí)液體運(yùn)載火箭。其芯一級(jí)直徑1.8米，長(zhǎng)度18.9米，采用全碳纖維復(fù)合材料（carbon-fiber composites）貯箱，整個(gè)一級(jí)干質(zhì)量?jī)H2.895噸，配備4臺(tái)“金甲蟲”（Reaver）液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，單臺(tái)真空推力（最大推力）約20.43噸，真空比沖296秒，合計(jì)真空推力（最大推力）約81.73噸（801千牛）。芯二級(jí)直徑1.8米，長(zhǎng)度5.37米，采用全碳纖維復(fù)合材料貯箱，整個(gè)二級(jí)干質(zhì)量0.909噸，配備4臺(tái)“閃電”（Lightning）液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，單臺(tái)真空推力約7.15噸（70.1千牛），真空比沖322秒。該箭配備高度5.21米、直徑2米的碳纖維復(fù)合材料整流罩。

“阿爾法”火箭全長(zhǎng)29.48米，起飛質(zhì)量54.12噸，最大起飛推力801千牛（約81.73噸），推重比1.51，其高度200千米、傾角28.5度的近地軌道（LEO）運(yùn)力1.17噸，運(yùn)載系數(shù)2.16%，500千米太陽(yáng)同步軌道（SSO）運(yùn)力0.745噸，運(yùn)載系數(shù)1.38%。

在世界現(xiàn)役中小型火箭當(dāng)中，“阿爾法”的運(yùn)載效率雖不及小型液體火箭行業(yè)標(biāo)桿——“電子號(hào)”，后者的近地軌道運(yùn)載系數(shù)達(dá)到2.3%（起飛質(zhì)量13噸，近地軌道（LEO）運(yùn)力0.3噸），但是已經(jīng)顯著超過(guò)歐空局“織女星”火箭的1.8%（起飛質(zhì)量137噸，LEO最大運(yùn)力2.5噸），運(yùn)載效率居于世界中小型火箭中等偏上的水平。那么，“阿爾法”是怎么做到的？

箭體超輕盈，上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)超長(zhǎng)“待機(jī)”

依靠后發(fā)優(yōu)勢(shì)，“阿爾法”火箭的一二級(jí)貯箱、整流罩等結(jié)構(gòu)件全部采用復(fù)合材料，擁有一個(gè)輕質(zhì)箭體結(jié)構(gòu)。同時(shí)，“阿爾法”火箭一二級(jí)均采用燃燒室抽氣循環(huán)（combustion tap-off cycle）發(fā)動(dòng)機(jī)，燃燒室抽氣循環(huán)從燃燒室中分出一部分燃?xì)怛?qū)動(dòng)渦輪泵，以驅(qū)動(dòng)燃燒劑和氧化劑的供應(yīng)，隨后排出廢氣。由于沒(méi)有燃?xì)獍l(fā)生器等部件，采用這種循環(huán)方式的發(fā)動(dòng)機(jī)比較輕。其主要缺點(diǎn)是渦輪溫度高，并且與燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)類似，會(huì)損失一部分比沖。藍(lán)色起源公司的BE-3液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)就采用了燃燒室抽氣循環(huán)。

輕質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)加輕質(zhì)箭體結(jié)構(gòu)使得“阿爾法”火箭很輕盈，其芯一級(jí)和芯二級(jí)干質(zhì)量分別僅有2.895噸和0.909噸，整個(gè)箭體干質(zhì)量為3.804噸，結(jié)構(gòu)系數(shù)7.03%，這構(gòu)成“阿爾法”火箭擁有較高運(yùn)載效率的強(qiáng)大基礎(chǔ)。

在此次任務(wù)計(jì)劃中，一二級(jí)分離在T+00:02:40就已經(jīng)完成，而衛(wèi)星部署卻在T+01:01:57才完成，期間，芯二級(jí)先后于T+00:02:42和T+00:53:37進(jìn)行了兩次點(diǎn)火，支持一箭七星完成部署。上面級(jí)二次乃至多次啟動(dòng)能力能夠讓火箭的運(yùn)力和效率更進(jìn)一步。

對(duì)于一型商業(yè)火箭而言，“阿爾法”火箭飛行測(cè)試成功只是第一步。按照計(jì)劃，“阿爾法”將實(shí)現(xiàn)在范登堡太空軍基地、卡納維拉爾角太空軍基地、沃洛普斯飛行設(shè)施等3大發(fā)射場(chǎng)的發(fā)射，這意味著未來(lái)規(guī)劃了大批量的火箭發(fā)射。目前，“阿爾法”的“專車”報(bào)價(jià)是1500萬(wàn)美元，按近地軌道任務(wù)折算為1.28萬(wàn)美元/千克，單價(jià)不低，要想贏得更多訂單就需要在履約速度和訂制服務(wù)上下功夫了。

作者：大白高國(guó)

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