朱國順
世界上最快的快遞能有多快?
一小時全球抵達。
有可能實現這種超級“閃送”的,是航空航天最尖端技術——亞軌道空天運輸。
9月15日,中國運載火箭技術研究院發布消息,火箭院牽頭申報的“亞軌道遠程空天運輸系統總體設計與控制技術”項目,順利通過國家自然科學基金委員會評審,正式獲得立項支持。這意味著,亞軌道遠程空天運輸系統將作為國家重要項目進入研究發展階段。
一位航天技術專家在接受采訪時說,在以美國SpaceX公司“星艦”為代表的遠程極速運輸系統發展背景下,這個項目獲得立項支持意義重大,是我國開展天地往返運輸系統基礎性研究的重要一步。
亞軌道遠程空天運輸,一個稍顯陌生的名字,蘊含的可能是一次劃時代變革。
根據地球特性,第一宇宙速度為每秒7.9公里,達到這個速度以上物體將沿著一條固定的軌道繞著地球運行而不落到地面,因此地球上點到點能實現的最高速度,略低于每秒7.9公里,運行空間是低于繞地軌道的亞軌道。亞軌道距地面20~100公里,位于飛機最高飛行高度和衛星最低軌道高度之間,這里空氣阻力極小又相對靠近地表,不屬于航空或航天范疇,又兼顧了航空與航天優勢。20世紀中期,馮·布勞恩和錢學森提出了重復使用天地往返運輸系統的概念,也就是亞軌道飛行器。它既可以快速、方便地運送有效載荷,也可以較長時間在軌停留和在軌機動,綜合并發展了火箭、飛船、載人飛行器和飛機的特點,被認為是最先進的空間運載器。亞軌道安全性相對較高,絕大多數作戰飛機和地空導彈都無法達到這一高度,同時又能夠比衛星提供更多、更完備的信息,應用成本也比衛星和高空偵察機便宜。
亞軌道飛行器的特色優勢,引來了各國關注,包括埃隆·馬斯克和美國空軍。馬斯克SpaceX公司的“星艦”運載器投入了數十億美元經費,試圖通過亞軌道飛行實現一小時全球極速抵達,但“星艦”原型機SN8發射6分鐘后就解體墜毀,SN9、SN10和SN11的高空測試飛行均以爆炸告終,直到去年5月的SN15才首次成功發射著陸,但此后的發射又屢屢被推遲。上世紀90年代美國軍方率先提出“一小時抵達全球”設想,但試驗屢戰屢敗。兩年前五角大樓宣布與馬斯克合作,利用“星艦”探索亞軌道飛行器可能性,輿論普遍認為美軍實質是想打造極速空天轟炸機。
實現亞軌道飛行的方式有多種。火箭院發布立項支持消息時配的示意圖上,亞軌道飛行器飛到100公里高度大氣層邊緣,釋放搭載航天器后返回,航天器利用亞軌道超微阻力和大氣層內滑翔實現遠程極速運輸。據專家介紹,我國遠程空天運輸實現途徑很多,既有依靠火箭發動機的形式,也有火箭發動機和超燃沖壓發動機等組合形式,這些探索對于我國航天技術的革新和人類交通模式的變革具有重大意義。
一些新聞當中,有許多新聞。
7月17日,國防科工局在視頻賬號“中國軍工”上發布了文字消息:我國亞軌道重復使用運載器首飛取得圓滿成功。該任務屬原創性、引領性科技攻關項目。“中國軍工”在解釋沒有視頻只有文字時“凡爾賽”地表示:過于先進,不便展示。
8月26日,中國運載火箭研究院研制的亞軌道運載器首次重復使用飛行試驗獲得圓滿成功。運載器經健康檢測維護后在酒泉衛星發射中心再次點火垂直起飛,完成亞軌道飛行后平穩水平著陸于阿拉善右旗機場。
特別有意思的是,國家自然科學基金“亞軌道遠程空天運輸系統總體設計與控制技術”立項時,雖然是運載火箭研究院項目,但立項是在工程與材料科學部交通與工程學科中,這是國家自然科學基金交通與工程學科,首個立項的航天重點項目。相關解讀說,要推動未來航天科技與交通融合發展和產業變革。
汽車對馬車提升了10倍速度,飛機對汽車提升了10倍速度,亞軌道空天運輸對飛機則提升了20倍速度。它們帶來的,都將是革命性變化。
亞軌道遠程空天極速運輸,一小時全球“閃送”,它的應用以及未來盡可想象。