三比零的僵局如何打破？我們還要不要星辰大海的未來？

三比零的僵局如何打破？我們還要不要星辰大海的未來？

文 | 火星姑娘

新年伊始，藍色起源公司的新格倫運載火箭首飛成功。隨後，第七枚星艦火箭也實施了飛行。雖然這兩次飛行都算不上完全成功，但是都證明了總體設計的正確性。也讓美國商業航天的未來更加清晰樂觀。

新格倫首飛入軌

嚴格來說，新格倫和星艦是兩種不同的火箭。新格倫更接近於傳統運載火箭的概念，將有效載荷容納在大型整流罩內，送往預定地球軌道。而星艦圍繞著可重複使用飛船展開，主要設計目的是服務於月球和火星探索。雖然存在這樣的區別，但人們也必須認識到，美國在超重型火箭方面，已經跑在了全世界的前面。

星艦釋放模擬星鏈衛星

除了這兩個型號之外，美國還有一種由國會指定、NASA親自主持研製的超重型火箭SLS，在2022年取得了首次飛行的成功。從美國商業航天輿論界的普遍態度，對於SLS普遍持有貶低和否定的態度。對於星艦比較推崇，這主要是因為SLS的技術相對陳舊，成本實在太高，單次飛行要花費40億美元的鉅款。另外，SLS是用庫存的舊發動機建造的，它並不能重複使用，一旦這些發動機用完了，又該怎麼辦呢。因此最近傳出訊息，特朗普政府可能要把SLS火箭下馬。考慮到馬斯克出任政府效率部部長，以及他的好友、商業航天擁躉伊薩克曼出任NASA局長來看，這樣的可能性還是相當大的。

超重型火箭SLS

而星艦和新格倫的飛行成功似乎為人們解決了這個問題。NASA透過對商業航天的培育，催生出了兩種優秀的重型火箭。那麼即使SLS真的被特朗普下馬了，美國的重型航天發射能力依然是有保證的。馬斯克與貝索斯同時出現在特朗普的就職典禮現場，意味著兩種火箭都拿到了NASA的入場券。

在美國之外，並沒有任何航天組織可以建造和發射這樣的重型運載火箭。唯一能夠與之相提並論的計劃，就是中國的長征9號。在最近這幾年的時間裡，我們可以看到長征9號的基本設計也在不斷演變，體現了中國航天對於超重型運載火箭的審慎與求索精神。但是長征9號畢竟還沒有成為飛行型號。而諸多的商業航天公司，甚至不曾拿出一個自己的超重型運載火箭方案來。

長征九號重型火箭亮相珠海航展

是不是具備超重型火箭，如今看來已經成為一個國家航天能力的關鍵性標誌物。無論是用來考察國家航天局，還是考察商業航天企業都是如此。用中國航天有關專家的話來說，超重型運載火箭的研製屬於極限製造，是對工業能力最高水平的考驗。從這個角度來說，三種超重型火箭的存在，也的確證明了美國依然是這個世界上最發達的國家。（獵鷹重型火箭也屬於超重型，但由於可能不會成為SpaceX今後的重點發展型號，此處不做討論。）

另外，超重型火箭在實際使用上同樣具有重要的意義。

在星際探索和載人月球基地的建設上，我們幾乎是不可能離開超重型火箭的，用長征10號這樣的型號可以實現阿波羅式的初期探月，但是要想進入長期有人值守月球基地的時期，恐怕超重型火箭就是必備之物了。如果用運載能力較小的火箭，比如長征10號、長征9號來運送基地建設所必要的物資，那麼無論建設週期還是建設效率，都會落在美國的後面。在中美月球探索存在競爭的情況下，美國的優勢是非常明顯的。在這場競爭當中，我們恐怕輸不起。

▲國際月球科研站藝術圖（圖源：CNSA/CLEP）

在低軌道寬頻星座部署的問題上，超重型火箭同樣可以實現較高的效率。有人計算認為，如果僅僅依靠獵鷹九號，星鏈系統很難達到42000顆的規模。每年的新星發射和補網發射需求，就能讓發射臺應接不暇。只有依靠星艦這樣的超重型火箭，才能維持住星座規模。

因此，對於超重型火箭的研製，無論國家隊還是民營隊，恐怕都應該拿出更大的積極性、邁出更大的步子來。

但是，研製超重型火箭僅僅有良好的願望是不夠的。如何才能找到一條行之有效的發展路徑才是第一位的。核心問題當然是發動機。我們可以看到，美國兩種商業超重型火箭採用了不同的發展模式。對於中國的火箭研發機構來說，似乎都具有一定的可行性。

星艦採用了大量中等推力發動機並聯的方法，總數達到了33臺猛禽發動機。這種推力的發動機，在國內是可以找到類似在研型號的。SLS和新格倫都採用了較少數量大推力發動機並聯的方式。新格倫採用了7臺BE4液氧甲烷發動機，單臺推力達到240噸。這樣的發動機在國內民營企業當中尚且不存在，但是國家隊早已經研製500噸推力的液體發動機，並且在2022年實現了試車。民營企業可不可以藉助這類發動機來進一步開展超重型火箭的研製呢？

新格倫火箭在首飛之前，BE4發動機已經用在美國聯合發射聯盟公司的火神運載火箭上，成功進入了太空。那麼我們的民營企業也可以採用國家隊的發動機，用更簡潔的流程，更快的迭代，向超重型運載火箭邁進。