文/松堂

▲ “宇宙少女”號攜帶發(fā)射載具一號火箭的想象圖

維珍銀河公司最近成立了一個新的商業(yè)發(fā)射服務公司，叫做維珍軌道。主要業(yè)務是用小型火箭來發(fā)射小型衛(wèi)星。這會是一家循規(guī)蹈矩的普通發(fā)射服務公司嗎？就算大家都這么想，布蘭森爵士也絕不允許自己的公司如此缺乏創(chuàng)意。

“宇宙少女”號

波音公司在上世紀70年代推出的波音747客機一直是最受歡迎的民航飛機之一。由于技術逐漸過時，這種飛機現(xiàn)在已經(jīng)逐步退出民航市場，但很多波音747的健康狀況還是相當好的，尤其是推出比較晚的波音747-400。這個系列的貨運型號，運載能力超過了100噸！如果掛一枚小型火箭在747-400上，完全不成問題。所以，維珍軌道公司買了一架舊747-400，命名為“宇宙少女”號。

那么問題來了，什么火箭可以掛到“宇宙少女”號上呢？這就是維珍軌道公司的發(fā)射載具一號火箭。

發(fā)射載具一號

這是一種專門用來發(fā)射低軌道小型衛(wèi)星的火箭。它只有兩級，第一級采用一臺1.8米直徑的液氧煤油火箭，真空推力327千牛；第二級采用一臺1.5米直徑的液氧煤油火箭，真空推力22千牛，這一級還具備二次點火能力，可以更精確地把衛(wèi)星送入軌道。在發(fā)射前，火箭用掛架掛在“宇宙少女”號的左側(cè)機翼下。當“宇宙少女”號飛行到10500米高度的時候，發(fā)射載具一號火箭從掛架上分離，點燃發(fā)動機，向低軌道進軍。為了減重，發(fā)射載具一號的兩級火箭都采用復合材料的外殼。

▲ 發(fā)射載具一號的本體

發(fā)射載具一號火箭的運載能力并不強，如果要前往500千米高的太陽同步軌道，它只能運送質(zhì)量為300千克的衛(wèi)星。如果前往230公里高、0°傾角的低軌道，可以運送質(zhì)量500千克的衛(wèi)星。這個數(shù)字并不算大，但在小衛(wèi)星、立方星大行其道的今天，它已經(jīng)可以干不少活兒了。如果發(fā)射很小的衛(wèi)星，它最多可以達到1200公里高的軌道。

▲ 發(fā)射載具一號的發(fā)動機

▲ 發(fā)射載具一號的整流罩

發(fā)射載具一號的整流罩內(nèi)部空間不算小，內(nèi)部直徑達到1.26米，圓柱段高度達到2.12米，錐部還有一點空間。

空射運載火箭有一個比較大的優(yōu)勢，就是可以依靠載機在空氣中的機動，實現(xiàn)比較靈活的發(fā)射方向。飛機擁有寬大的機翼，在空氣中改變航向，要比火箭容易得多，這就可以實現(xiàn)比較靈活的軌道傾角選擇?！坝钪嫔倥睆哪S機場起飛，如果向西發(fā)射，穿過太平洋，可以選擇的軌道傾角在60°到180°；如果向東發(fā)射，穿過美洲大陸，可以選擇一般的軌道傾角在0°到60°。這么大的選擇范圍，地面起飛的火箭是很難做到的。

理論上說，哪怕發(fā)射場附近的天氣不好，“宇宙少女”還可以飛得遠一些，到天氣比較好的空域去發(fā)射。不過維珍軌道公司并沒有談及這一點。

因為是液體火箭，所以發(fā)射載具一號的任務準備時間有點長。主載荷的標準準備流程是6個月，其中包括了星箭結合的聯(lián)合測試工作。

為了吸引那些財力有限的小衛(wèi)星運營商，維珍軌道公司還提供了超凈間，用于衛(wèi)星發(fā)射前的測試和星箭結合測試。雖然要向用戶收費，但是比用戶自己建設超凈間要便宜多了。

美國在液體運載火箭技術上有著豐厚的儲備，所以維珍軌道公司沒用太長時間就已經(jīng)把第一枚火箭造出來了，發(fā)動機的點火試驗也已經(jīng)完成。這枚火箭的尺寸和中國的長征六號差不多，布蘭森爵士還興高采烈地帶領全體員工與火箭合影。

商機已現(xiàn)

宇航界對于“宇宙少女”和發(fā)射載具一號的興趣，比旅游界對太空船二號的興趣大得多。業(yè)務推出沒多久，就有不少單位找上門來。2017年8月4日，歐空局和維珍軌道公司簽訂了合同，用發(fā)射載具一號來發(fā)射一顆叫做μHet的小衛(wèi)星，這是一顆電推進技術試驗衛(wèi)星，由意大利SITAEL公司制造，主要是用來測試小型的霍爾效應電推力器。

一家叫做云團星座的商業(yè)航天公司也決定用發(fā)射載具一號來發(fā)射自己的早期驗證衛(wèi)星“天弧”。

“天弧”是一種天基云存儲星座，打算用大量小衛(wèi)星繞著地球飛行，為用戶提供安全的、全球性的數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡服務。第一批衛(wèi)星有12顆，單星質(zhì)量大約是400千克，正好用一枚發(fā)射載具一號火箭送入太空。首次發(fā)射定在2019年。

用戶之中，自然也少不了最關心快速響應的美國軍方。2017年11月16日，美國國防部和維珍軌道公司簽署合同，把發(fā)射載具一號作為“太空試驗計劃”的驗證機之一，在2019年1月發(fā)射第一枚。美國軍方自己的快速響應發(fā)射火箭搞了十多年，屢戰(zhàn)屢敗，最后要向商界尋求解決方案，不知道該不該算是一種體制問題。但這種體制問題，卻給了維珍軌道公司重要的商業(yè)機會。2019年后，萬一什么地方又打仗了，“宇宙少女”可能要帶著軍用衛(wèi)星，頻繁地升上加利福尼亞州的天空。