重整旗鼓難不難——評近期美國民營航天企業(yè)的幾次失敗

□ 遲惑

“獵鷹”9號火箭進行可重復(fù)使用飛行實驗

2014年夏秋，是美國航天業(yè)再度遭受挫折的時節(jié)，先是SpaceX公司的“獵鷹”9號可重復(fù)使用性的飛行實驗失??；而后是10月31日軌道科學(xué)公司的“心宿二”火箭發(fā)射“天鵝座”飛船為國際空間站運送給養(yǎng)時凌空爆炸；最后是11月2日，維珍銀河公司的太空船二號在試飛中解體墜毀，試飛員一死一傷。這段時間的挫折或許不像航天飛機事故那樣驚心動魄，但也造成了人員傷亡。重要的是，連續(xù)發(fā)生的三次商業(yè)航天公司事故，讓人們不得不承認，商業(yè)載人航天活動所面臨的風(fēng)險，一點也不比傳統(tǒng)航天更少。

雖然發(fā)生了事故，美國商業(yè)航天還是在謀求前進之路。SpaceX公司在8月的飛行失敗或許還可以認為是一次實驗失敗，但軌道科學(xué)公司和維珍銀河都遇到了無可辯解的飛行失敗。后兩家公司將要面臨什么問題呢？

雇人發(fā)射與更換發(fā)動機

軌道科學(xué)公司因為發(fā)射失敗而陷入了窘境。該公司的“天鵝座”飛船雖然表現(xiàn)尚好，但沒有合適的火箭來發(fā)射，“天鵝座”就無從施展。11月5日，軌道科學(xué)公司宣布了自己的“繼續(xù)前進”計劃，打算尋找其他發(fā)射服務(wù)商來運送“天鵝座”，同時在現(xiàn)有“心宿二”火箭基礎(chǔ)上更換第一級發(fā)動機，形成一種新的火箭。

我們先來看第一條措施。軌道科學(xué)公司估計，需要為“天鵝座”購買一到兩次其他公司的發(fā)射服務(wù)，最快在2015年春天就要發(fā)射。軌道科學(xué)公司CEO戴維·托馬斯說，他正在與兩家美國企業(yè)、一家歐洲企業(yè)討論此事。

太空船二號在空中爆炸

太空船二號的殘骸

世界航天活動雖然活躍，但細數(shù)下來，有實力的商業(yè)發(fā)射服務(wù)公司并不多，有能力向國際空間站發(fā)射貨運飛船的火箭，可能一只手就數(shù)得過來。如果把范圍縮小到歐美，那么確實也只有兩家美國企業(yè)、一家歐洲企業(yè)具備這個能力，分別是美國的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司（ULA）、SpaceX公司和歐洲的阿里安航天公司。聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司運營著“德爾它”4和“宇宙神”5火箭，SpaceX公司自然是主打“獵鷹”9號。阿里安公司的主力是“阿里安”5火箭和歐洲版“聯(lián)盟”火箭。據(jù)說托馬斯已經(jīng)排除了使用“阿里安”5的可能，因為它不適合發(fā)射“天鵝座”這種噸級的飛船。但更大的可能是“阿里安”5收費高昂，軌道科學(xué)公司支付不起。

上述三家企業(yè)都沒有承認正在和軌道科學(xué)公司協(xié)商。然而托馬斯希望2014年12月就敲定此事，心情急迫可見一斑。至于因此引起的成本上漲，托馬斯表示“問題不大”。但更換運載火箭需要解決接口適配問題，這恐怕不是幾個月就能搞定的。

“龍”飛船的返回艙

回過頭來說“心宿二”火箭。當前的“心宿二”第一級用的是兩臺所謂AJ-26發(fā)動機，其實是翻新的蘇聯(lián)造NK-33發(fā)動機。NK-33本來是蘇聯(lián)登月火箭N-1的第一級發(fā)動機。N-1因為發(fā)射失敗而被放棄后，這批NK-33就一直沉睡在倉庫里，直到蘇聯(lián)解體后被軌道科學(xué)公司看中。AJ-26工作穩(wěn)定，唯一的問題就是它早已停產(chǎn)，越用越少。軌道科學(xué)公司遲早要找到一種新型號來替代它。本次發(fā)射失敗，據(jù)說是因為其中一臺AJ-26的渦輪泵在起飛15秒后失效。軌道科學(xué)公司據(jù)此打算放棄AJ-26。托馬斯說：“我們不打算再使用AJ-26了，除非它們被證明適合于飛行?！比绱嗽u價一種有幾十年歷史的成熟發(fā)動機，實在是有點搞笑。但無論如何，替換AJ-26都是必然的。軌道科學(xué)公司正在考慮的型號包括仿造俄制的RD-180發(fā)動機，或者從美國ATK公司選用一種固體燃料的型號?？紤]到軌道科學(xué)公司還要競爭NASA后續(xù)的商業(yè)運輸合同，因此它拒絕在競標結(jié)束前宣布所選用的發(fā)動機型號。

與SpaceX不同的是，“心宿二”沒有拿到NASA之外的商業(yè)發(fā)射合同。這意味著一旦后續(xù)競標失敗，“心宿二”就成了無的之矢。假如一直找不到商業(yè)客戶，可能就要被迫放棄這個型號。

維珍銀河的麻煩

“心宿二”火箭和“天鵝座”飛船在廠房中

維珍銀河的事故要嚴重得多，確實造成了人員傷亡。但無論公司本身還是美國國家運輸安全委員會的調(diào)查組，都沒有公布什么有價值的信息。

在11月3日的發(fā)布會上，調(diào)查組懷疑喪生的副駕駛邁克·阿斯博瑞提前數(shù)秒打開了機翼尾部的羽狀減速系統(tǒng)。美國國家運輸安全委員會的執(zhí)行主席克里斯托弗·哈特說，該委員會已經(jīng)專門成立了一個人類行為組，調(diào)查飛行員的表現(xiàn)，調(diào)查對象包括顯示器等一切可能影響操作的因素。

而維珍銀河的聲明也沒有給出太多內(nèi)容。聲明中說：“羽狀減速系統(tǒng)的鎖定/解鎖機構(gòu)提前打開了，氣動力迫使羽狀減速系統(tǒng)展開，進而導(dǎo)致飛機解體?！惫卣f，還需要12個月的時間來完成全面調(diào)查，并提出解決方法。

不過此案中頗有些疑點。按照設(shè)計要求，羽狀減速系統(tǒng)要在飛機達到馬赫數(shù)1.4、關(guān)閉發(fā)動機后展開。而當時飛行速度為馬赫數(shù)1，發(fā)動機并未關(guān)閉。理論上羽狀減速系統(tǒng)是一種安全措施，一旦動力飛行階段出現(xiàn)故障、發(fā)動機失靈，羽狀減速系統(tǒng)就解鎖，讓飛機滑翔返回地面。如此推論，解鎖羽狀減速系統(tǒng)是靠人力控制的，和發(fā)動機之間沒有聯(lián)動。事故當時，羽狀減速系統(tǒng)展開了，而發(fā)動機卻繼續(xù)工作，等于活活地把飛機撕裂了。如果事實如此，就是設(shè)計缺陷了。

維珍銀河失去了唯一的原型機，短期 內(nèi)不可能再恢復(fù)飛行。公司說，第二架太空船二號的制造進度已經(jīng)完成了65%，有望2015年試飛，2016年投入商業(yè)運行。公司CEO喬治·華特塞德在11月7日的聲明中給自己打氣說：“我們的愿望是不屈不撓的，我們的團隊是堅定的”。等著上天的客戶似乎也很給力，700名已付費游客中只有二三十人要求退票，據(jù)說還有一些新游客訂了票。

美國媒體的奇怪表現(xiàn)

鑒于推進商業(yè)航天、特別是商業(yè)載人航天已經(jīng)成為美國政府的國策。太空探索公司的艾倫.馬斯克幾乎已經(jīng)是美國航天救世主的形象。因此美國有關(guān)政府和媒體的立場頗為微妙。

首先談SpaceX的試驗失敗。其實火箭試飛失敗不是什么說不得的事情，航天事業(yè)本來就是從失敗走向勝利的，況且SpaceX這次試驗的是一種新概念火箭。但神奇的是，事發(fā)一個月后，幾乎所有主流航天媒體上都再也找不到關(guān)于此事的報道，好像根本沒發(fā)生過一樣。

對于維珍銀河，“太空船”2號的1號機并不是首次飛行。而且作為一種機動并不劇烈的飛機，它的飛行控制系統(tǒng)設(shè)計遠比不上第五代戰(zhàn)斗機復(fù)雜。美國的航空技術(shù)高度發(fā)達，對于這種簡單飛行軌跡的飛機，早有諸多技術(shù)手段來防止飛行員誤操作。如果最后的結(jié)論是副駕駛誤操作，很可能是為了掩飾飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計有缺陷，讓死人去背黑鍋。

至于軌道科學(xué)公司，卻被媒體大肆報道。似乎這一次失敗會讓整個公司陷入難以自拔的困境。不過需要指出的是，無論技術(shù)實力還是財力，軌道科學(xué)公司都比大多數(shù)新興商業(yè)航天企業(yè)強大得多。軌道科學(xué)公司是美國航天業(yè)中少有的小而全，擁有各類應(yīng)用衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星的研制能力，特別是中型地球靜止軌道衛(wèi)星平臺極富特色。商業(yè)貨運項目只是軌道科學(xué)公司的產(chǎn)品線之一，即使遇到挫折，也不會影響它在業(yè)界的地位。媒體這樣的厚此薄彼，只能說明美國航天業(yè)太需要破局了。

“心宿二”火箭爆炸