火箭發射最給力的妙法

2010年12月5日，攜帶有3顆全球導航衛星的俄羅斯“質子—M”運載火箭從哈薩克斯坦拜科努爾發射場升空。但不知道什么原因，在10分鐘后，衛星未能進入預定的太空軌道，而是墜入了太平洋的夏威夷附近海域，這次衛星發射以失敗告終。隨后的調查結果顯示，是運載火箭推進器出現故障導致了這次發射失敗。

為什么推進器有如此重要的作用呢？我們知道，衛星上天離不開火箭的推升，而火箭的這種能力主要來源于火箭推進器。在衛星上天的頭2分鐘里，火箭要提供足夠的推力以便讓衛星擺脫地球引力，然后推進器與火箭分離，依靠降落傘返回陸地，經過檢查、維護后再投入下一次使用。在最初的上升階段，推進器還發揮著為衛星導航的作用。這次衛星發射出現事故，問題就在于推進器沒有發揮好導航作用。

導航不穩定這讓人頭痛，但更讓人頭痛的是，目前世界上發射衛星所用的推進器都太重了，由于不得不使用大量的液體或固體燃料，導致運載火箭總體重量中，90%是燃料，5%是機器設備，有效的運載重量只有5%。由此可見推進器攜帶的燃料是一個很重的包袱，火箭帶著這么重的包袱上天，不但影響飛行速度，而且給準確按預定方向飛行帶來了一定的不穩定性。

那么，有沒有更好的辦法讓火箭甩掉包袱，輕裝上天呢？

上世紀70年代，前蘇聯科學家和美國科學家先后提出，可以嘗試制造激光和微波火箭推進器，其主要原理是：由地面發射基地向火箭底部噴射強烈的激光。在激光與熱氣的交織中，空氣分子爆炸產生出巨大的能量，從而推動火箭向天空飛去，用這種辦法就可以甩掉火箭原來的沉重包袱。這個設想顯然是粗線條的，因為要激光與熱氣交織產生能量的方法有許多種，而究竟哪種方法更給力，都需要進行不斷地探索和嘗試。

那么，如何讓這個美妙的設想變成現實呢？多年以來，許多國家的科學家都在進行著大膽的嘗試。美國科學家最近在火箭激光推進器研制方面，取得了許多突破。新的激光推進器的優勢在于：動力源在地面或在軌道上，火箭或航天器將無需隨身攜帶超過本身重量的大量發動機燃料，而且很容易借助激光發射器調整火箭運載衛星的運行軌道，從而保護衛星，避免其與太空垃圾碰撞。因為省去了大量的燃料載荷，可以使火箭體積大大縮小，看上去像一個倒置的陀螺而不是高大聳立的圓柱體。它的飛行速度比燃料運載火箭快100倍。在飛行過程中，新型火箭因為輕便，也就更加安全可靠，而且一次可將更多的有價值的器具物品送入預定的太空軌道。

美國科學家預計，這種新型運載火箭要到2020年或是2025年后才能完成設計，并進行首次發射試驗。

（據《大科技·科學之謎》）