高天伟：首飞失利，欧洲民营火箭这张入场券不好拿
【文/东方军事专栏作者 高天伟】
当地时间3月30日，总部位于德国慕尼黑的伊萨尔航天（Isar Aerospace），在挪威北部安多亚（Andøya）发射场实施了自研光谱号（Spectrum）运载火箭首次飞行试验。这是欧洲第一次在境内开展入轨发射（苏联/俄罗斯除外），也是欧洲新兴民营火箭公司头一回尝试这类任务。但很遗憾，火箭在起飞后仅十几秒即告姿态失控，随后发动机关闭，箭体坠落，任务失利。
光谱号火箭起飞、失控和坠落的画面。本次发射没有搭载任何卫星，火箭爆炸也没有波及发射台，倒是避免了更大损失。
伊萨尔发布的情况说明，开头便是What a success! （多成功啊！）这就有点让人难绷。火箭没搞定，“赢学”倒信手拈来。
先前，美国和中国的民营初创企业已经分别于2008年和2019年实现了发射卫星的梦想。现在欧洲选手终于出场，而光谱号甚至先于我国产品，在实际飞行中检验了可复用火箭流行的一级九台发动机并联设计。此前一度有猜测，光谱号试飞是否意味着欧洲有可能先于我国掌握火箭复用技术？欧洲新兴企业未来会不会改变全球商业航天市场格局？现在看来，颇有些路漫漫其修远兮的味道。
光谱号火箭
光谱号是小型运载火箭，全长28米，直径2米，可以将1吨载荷送入地球轨道。这一运力指标在全球新兴民营火箭中处于中下水平，不仅与SpaceX、蓝色起源等美国巨头存在天壤之别，也无法与我国蓝箭航天、天兵科技、东方空间、中科宇航等公司运力超过1.5吨的成熟产品相提并论。
不过，光谱号有两个独具特色的设计：
第一，火箭采用了液氧丙烷燃料组合。丙烷是日常生活常见的液化石油气重要组成部分，其作为火箭燃料的性能与当前全球主流的甲烷和煤油相当，但具有凝固点低于液氧沸点的优点，因此液态丙烷和液氧之间可以不做隔热，从而减轻火箭贮箱结构重量。不过，丙烷燃料也存在泄漏后不易扩散、易引发爆炸的缺点。液氧丙烷燃料组合的实用性还有待实践观察。
今年2月进行地面点火测试的光谱号。
丙烷还有一个优点：可由生物燃料工艺大规模制取。生物燃料的碳元素主要取自当代大气，燃烧后几乎不会增加大气温室气体含量，因此生物丙烷比取自化石燃料的煤油和甲烷更加环保（出于气体纯度和制造成本的考虑，航天几乎不使用生物沼气甲烷）。不过，航天活动对大气的影响本来就微乎其微。即便是星舰那样的巨型火箭，单次任务制造火箭和燃烧燃料所产生的碳排放，也就相当于一座加油站一年所售燃油。因此，环保概念更多是欧洲人的噱头（现在他们自己也不太提了）。
第二，光谱火箭采用了在一级上并联安装九台发动机的设计。多机并联（5台以上）是目前唯一实用的火箭回收技术——垂直回收的必要设计，而我国尚未开展过多机并联飞行测试，甚至没有进行过完整的地面点火试验。光谱号的首飞，使得欧洲“好像在相关技术上领跑了一回”。
九机并联的光谱号火箭。
火箭返回着陆时，绝大多数燃料已经消耗，箭体重量可能只有出发时的10%左右，而精准的着陆，又要求发动机推力不能超出箭体重量太多，因此在箭体内并联安装多台发动机就成为火箭设计师的理想选择：起飞时多台发动机一起工作，可以产生较大推力；着陆时，仅点燃中间的单台发动机，尽量减小推力以便于控制。图为美国猎鹰火箭着陆。
那么，欧洲真有可能先于我国，掌握火箭复用技术？
现在看来，可能性不太大。
1 2 下一页 余下全文首先，多机并联只是火箭复用的必要条件，而非充分条件。动力系统之外，火箭回收复用还对制导与控制、燃料管理、增压输送、防热和气动等多个领域提出了苛刻要求，它们同样是必要条件，但截至目前，欧洲还没有系统开展过以回收复用为目的的火箭飞行试验。反观我国，去年航天八院和蓝箭航天先后成功完成了10公里高度级别的火箭垂直起降试验，技术实力稳居美国以外的最高水平。
2024年9月11日，进行10公里高度飞行测试的我国蓝箭航天朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭。
其次，商业潜力也是光谱号之类小型火箭复用的掣肘。对于商业航天公司，火箭复用只是手段，利润才是目的。火箭复用需要预留一定燃料用于着陆控制，这会削弱其入轨运力；火箭越小，被削减运力占比越高。例如美国猎鹰9号中大型火箭，复用仅造成20%左右运力损失，而类似光谱号的小火箭，复用会导致运力缩水50%以上。根据当前市场报价，这样比例的损失已经抵消火箭复用所节省的成本，得不偿失，这也难怪伊萨尔甚至没有明确计划复用光谱号火箭。
理论上，光谱号之类小型火箭也可以改用降落伞回收，以减少运力损耗，不过相关技术与实用尚有距离。 图为光谱号火箭在挪威安多亚发射场的渲染图。
事实上，伊萨尔的实力，也离开发出实用化可复用火箭尚有较大距离。光谱号使用的是单台推力仅7.5吨的小型发动机，其九机并联的总推力也不过68吨，仅与我国首款入轨的民营发动机——蓝箭航天天鹊12单台推力相当，而天鹊12目前已经被推力更大的产品替代。
我国多机并联火箭目前暂时没有试飞，主要在于我国企业基本都着眼于攻克难度更大、但实用性也更强的中大型多机并联火箭，包括航天科技集团的长征十号、长征十二号A、长征十二号B，蓝箭航天朱雀三号，星河动力智神星一号，天兵科技天龙三号，星际荣耀双曲线三号等。这些火箭入轨运力都接近或者超过10吨，预计未来一到两年内就将陆续首飞。
因此，伊萨尔的这次试验就算成功，也属于“田忌赛马式领先”，或许对其讲故事、融资有一定帮助，但没有改变全球航天技术格局，更何况实际上火箭刚刚离地就失控了。欧洲新兴火箭公司与我国同业相比，技术实力尚有距离。
不过，欧洲还是对这些火箭新势力寄予厚望。在伊萨尔的股东名单上，除了一众欧洲风投机构和个人，空中客车和保时捷也赫然在列。在这些投资人眼中，伊萨尔甚至被拔高到捍卫欧洲在航天领域独立能力和价值观、对抗其它竞争者的地位（It enables European space tech to actively enforce its own values and legal concepts against others operating in this field.）。
这也可以理解。毕竟眼下欧洲能够直接掌控的运载火箭，只有昂贵而笨重的阿丽亚娜6号，以及不温不火的小型固体火箭织女星C。面对美国SpaceX“泰坦尼克式运力、共享单车式成本”的倾销，欧洲几无还手之力，但近年国际形势变幻，已经深刻说明欧洲作为世界有影响力的一极，不可以将包括航天在内的战略能力寄于他人。欧洲需要太空新势力，需要这些新面孔至少以鲇鱼之势，搅动和改造当前僵化而分散的航天资源。
光谱号火箭无论成败，都将促进欧洲新兴商业航天的发展。至于欧洲能否在美中两大重量级选手之外闯出一片天地，时间会给出答案。
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【文/东方军事专栏作者 高天伟】
当地时间3月30日，总部位于德国慕尼黑的伊萨尔航天（Isar Aerospace），在挪威北部安多亚（Andøya）发射场实施了自研光谱号（Spectrum）运载火箭首次飞行试验。这是欧洲第一次在境内开展入轨发射（苏联/俄罗斯除外），也是欧洲新兴民营火箭公司头一回尝试这类任务。但很遗憾，火箭在起飞后仅十几秒即告姿态失控，随后发动机关闭，箭体坠落，任务失利。
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光谱号火箭
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