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整装待发的“火神”火箭。
本报特约记者 武 彦 本报记者 刘 扬
被美国政府寄予厚望的新一代“火神”运载火箭于美国当地时间12日深夜成功升空，将美国太空军的机密国防载荷和一颗导航技术验证卫星送入地球同步轨道。这不仅标志着该火箭首次参与美国太空军的国家安全太空发射（NSSL）计划，也意味着美国政府终于有了可以打破美国太空探索技术公司（SpaceX）在航天发射领域垄断地位的新选择。
“完全由美国制造”
美国哥伦比亚广播公司12日称，由美国老牌航天发射企业联合发射联盟研制的“火神”火箭，当天成功将两颗军用卫星送入距离地球3.6万公里的地球同步轨道。报道描述称，美国东部时间晚上8时56分，伴随着两台液氧甲烷BE-4发动机发出的巨大轰鸣，“火神”火箭从卡纳维拉尔角太空军的41号发射台上升空。“随后它向东在大西洋夜空中划过弧线，上演了一场壮观的天空照明表演”。
展开剩余80%升空约3分半钟后，“火神”火箭第一级燃料消耗殆尽、完成分离，随即“半人马座”上面级的两台RL10C（X）氢氧发动机点火。此后由于军事任务的保密需要，联合发射联盟关闭了后续发射直播，剩余飞行在高度保密中完成。
美国“太空新闻”网站12日称，此次发射是“火神”火箭在获得美国国家安全太空发射认证后的首次飞行，也是该火箭在多年的开发和认证延迟之后实现的里程碑式事件。对于美国国防部而言，这次发射也意味着正式转向“仅使用由美国制造的发动机提供动力的国产火箭”运送“国家安全有效载荷”入轨。
据介绍，联合发射联盟计划用“火神”运载火箭取代此前使用的“德尔塔-4”“阿特拉斯-5”运载火箭。在SpaceX的“猎鹰9”号火箭获得美国国家安全太空发射认证之前，联合发射联盟一直是美国军事发射服务的唯一供应商，承担了美国政府和军方70%以上的航天发射任务。但“德尔塔-4”“阿特拉斯-5”运载火箭都使用俄制RD-180液氧煤油发动机，这种“对俄依赖”引起了美国国会的长期批评。特别是在俄乌冲突爆发后，美俄停止航天技术合作，从俄罗斯引进航天发动机的渠道中断，更加剧了美国国内的担忧。而从2014年开始研制的“火神”火箭采用可重复使用设计，号称“完全由美国制造”，芯一级直径5.4米，配备两台美国蓝色起源公司研制的BE-4液氧甲烷发动机；芯二级为“半人马座”上面级，配备两台美国洛克达因公司研制的RL10C（X）氢氧发动机。该火箭还可以选用不同数量的助推器，以满足发射任务的实际需要。
打破SpaceX的垄断
“太空新闻”网站称，当前只有联合发射联盟和SpaceX获得美国国家安全太空发射认证，从实际市场份额看，SpaceX明显占据优势。“SpaceX凭借部分可重复使用且非常成功的‘猎鹰9’号和‘猎鹰重型’运载火箭主导了世界发射市场。今年到目前为止，SpaceX已经发射了97枚‘猎鹰9’号。”
作为对比，“火神”运载火箭的研制并不顺利。由于芯一级、二级和助推器分别来自3家承包商，并采用不同动力结构，多家生产商之间的进度协调、产品研发进度的高度不确定性，导致“火神”火箭首飞时间推迟了5年，一直到2024年1月才完成。今年8月12日的发射是该系列火箭的第三次发射，其进度远远落后于SpaceX。
但联合发射联盟认为，“火神”火箭也有着SpaceX无法匹敌的优势。联合发射联盟总裁兼首席执行官托里·布鲁诺表示，“火神”火箭使用的高性能BE-4发动机及其大推力的“半人马座”上面级，使该火箭特别适合将重型军用有效载荷发射到常规火箭难以到达的轨道。“它是专门为这些主要为政府服务的特殊轨道而设计的。8月12日的发射任务就是典型的案例——它直接将卫星送入地球同步轨道。”他解释说，“火神”火箭芯一级直接将满载推进剂的“半人马座”上面级送到近地轨道，而不是像其他大部分火箭那样在较低高度就完成一二级分离。这意味着“半人马座”上面级有足够的能量将更大质量的载荷精准地送入高地球轨道。布鲁诺表示，“火神”火箭可以将重型有效载荷直接送入高地球轨道，而无需让卫星耗费宝贵的燃料，靠自己的发动机缓慢地爬升高度，从而极大增加卫星的在轨寿命。
哥伦比亚广播公司称，SpaceX的“猎鹰重型”和联合发射联盟已经退役的“德尔塔-4”重型火箭此前也被用于执行这类高轨道卫星的发射任务，但它们都采用三枚火箭并联（三芯并联）的设计。布鲁诺表示，为了完成高轨道卫星的发射任务，此前的这类火箭需要耗费三枚火箭芯级，“显然一枚火箭芯级比三枚消耗性火箭芯级更便宜、更高效。就这么简单。”
报道称，联合发射联盟正在扩建地面配套设施。按照计划，“火神”火箭将在2025年完成9次发射，到今年年底将达到平均每月2枚的发射密度，预计在2026年完成20至25次发射。
就美国政府而言，“火神”火箭正式投入使用，特别是可以完成高度敏感的美国政府和军方航天发射订单，对于其摆脱当前对SpaceX的依赖至关重要。全国空间探测技术首席科学传播专家、航天专家庞之浩告诉《环球时报》记者，自从“德尔塔-4”火箭在2024年4月退役以来，SpaceX保持着美国国家安全太空发射任务领域的独家垄断地位。但由于SpaceX创始人马斯克与美国总统特朗普分道扬镳，美国政府近来一直在寻求SpaceX的潜在接替者，“火神”火箭这次发射成功，为美国政府提供了新的选择。
携带两颗“不一般”的卫星
至于“火神”火箭这次发射任务携带的载荷，“太空新闻”网站透露，“据信至少有两颗卫星：一颗是完全机密的美国国防载荷，另一颗是导航技术验证卫星——导航技术卫星-3（NTS-3）。”报道强调，这是五角大楼自20世纪70年代首次发射GPS技术验证卫星以来的第一颗实验性导航卫星。据庞之浩介绍，NTS-3由美国空军研究实验室（AFRL）资助，是美国近50年来首颗此类卫星。它旨在推动天基定位、导航和授时技术发展，为更强大、更具弹性和响应性的卫星导航架构奠定基础。2019年，美国空军将NTS-3指定为首批三个先锋号计划之一，可见对其重视程度。该卫星包括天基试验飞行器、地面指挥控制系统和敏捷软件定义用户接收机三部分，它能通过数字信号发生器在轨重新编程以广播新信号，提高抗干扰性能。它还将测试Chimera信号认证协议，为民用用户提供防GPS欺骗保护。此外，卫星上的多个原子钟和计时源可实现自动时钟错误检测和纠正。
新墨西哥州嘉德兰空军基地空军研究实验室的高级航空航天工程师乔安娜·辛克斯表示，“GPS 是我们今天生活中不可或缺的一部分，可能整个早上都在以没有意识到的方式使用它的服务。通过NTS-3，我们将试验许多不同的技术，研究我们如何继续发展和增强 GPS，以确保它仍然是我们作战人员所需的黄金标准。”
庞之浩表示，NTS-3的研发与发射，是美国应对全球卫星导航领域竞争，特别是提升GPS抗干扰、抗欺骗能力的重要举措，有助于美国保持在卫星导航技术方面的领先地位。
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