空中發(fā)射快速入軌技術(shù)
——美國用重型戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射衛(wèi)星的計(jì)劃

2015年2月上旬，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）公布的視頻顯示，一架F-15重型戰(zhàn)斗機(jī)在機(jī)腹中心攜帶一枚小型火箭升空。戰(zhàn)斗機(jī)加速到空中一定高度后，保持一定速度維持機(jī)身近垂直姿態(tài)，火箭脫離，然后火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、加速上升，飛向近地軌道。從視頻里看這是一種小型二級(jí)火箭，第一級(jí)的4個(gè)外置噴口位于火箭前部，距離火箭頭部不足火箭全長的1/3，第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)束工作后分離，以減輕質(zhì)量。第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)將把小衛(wèi)星送入近地軌道。這是美國防部高級(jí)研究計(jì)劃局正在執(zhí)行的一項(xiàng)研究計(jì)劃的最新進(jìn)展。該計(jì)劃簡稱為“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”(ALASA)。

1 計(jì)劃簡介

“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”計(jì)劃于2011年12月啟動(dòng)，費(fèi)用1.45億美元，目的是改變小衛(wèi)星的入軌方式，即從空中發(fā)射衛(wèi)星，而不是從地面（或海上平臺(tái)）發(fā)射；在接到衛(wèi)星發(fā)射通知后一天內(nèi)完成發(fā)射，而不是數(shù)月；整個(gè)發(fā)射流程高度自動(dòng)化，而不耗費(fèi)大量人力。

該項(xiàng)目的第一階段是完成系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)和演示可行性評(píng)估，2012年9月，國防部高級(jí)研究計(jì)劃局選擇洛馬公司牽頭承擔(dān)，組建了一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，為期18個(gè)月，費(fèi)用620萬美元。

目前該項(xiàng)目進(jìn)入第二階段，國防部高級(jí)研究計(jì)劃局選擇波音公司作為主承包商，在這一階段將進(jìn)行至少12次試射，每次發(fā)射45kg甚至質(zhì)量更小的小型衛(wèi)星進(jìn)入低地球軌道，能夠在一天內(nèi)發(fā)射入軌并回傳信號(hào)，每次發(fā)射成本100萬美元,2015年進(jìn)行第一次發(fā)射。該項(xiàng)計(jì)劃的最終目標(biāo)是能夠以100萬美元的單次發(fā)射成本將質(zhì)量約45kg的衛(wèi)星送入近地軌道。

“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”項(xiàng)目里掛載小型火箭與衛(wèi)星的F-15戰(zhàn)斗機(jī)在飛行

2 實(shí)際意義

從空中發(fā)射軌道器的技術(shù)早已經(jīng)存在并日趨成熟，發(fā)射平臺(tái)涵蓋重型戰(zhàn)斗機(jī)到大型運(yùn)輸機(jī)的多型飛機(jī)。例如軌道科學(xué)公司“飛馬座”火箭發(fā)射器已經(jīng)成功完成了40多次空中發(fā)射。載機(jī)把攜帶衛(wèi)星的火箭帶入空中，然后點(diǎn)燃火箭，將其送入同溫層。不過，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局的“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”計(jì)劃想要改進(jìn)這些系統(tǒng)，使其不再需要人員參與——發(fā)射系統(tǒng)需要完全自主。此外，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局還指出：“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”尋求的發(fā)射器在準(zhǔn)備發(fā)射前無需反復(fù)維修，也無需特殊集成。

“飛馬座”火箭進(jìn)行空中發(fā)射

根據(jù)對(duì)“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”計(jì)劃的目標(biāo)（能夠以100萬美元的單次發(fā)射成本發(fā)射約45kg重的衛(wèi)星）的分析，各國專家認(rèn)為，這或許將為低成本小型衛(wèi)星的廣泛應(yīng)用鋪平道路，總費(fèi)用或降低數(shù)十倍；同時(shí)，該火箭在更換載荷后，亦能執(zhí)行反衛(wèi)星任務(wù)。“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入”項(xiàng)目讓人聯(lián)想到20世紀(jì)80年代美國利用F－15完成的動(dòng)能反衛(wèi)星試驗(yàn)，顯然，把這種空中發(fā)射火箭的載荷由小衛(wèi)星改為一種攔截器，它就能成為一種快速響應(yīng)的低成本反衛(wèi)星武器，這一點(diǎn)也需要引起全世界足夠的警惕。下面先回顧一下20世紀(jì)80年代美國利用F－15完成的動(dòng)能反衛(wèi)星試驗(yàn)情況。

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