
据外国媒体近日报道,由于受疫情影响导致停工和火箭发射台出现技术问题等,阿里安6火箭的首飞时间可能推迟到2022年第二季度,为此,欧空局希望参与火箭研制的成员国追加2.3亿欧元经费。那么,被视为欧洲航天新一代运载火箭代表的“阿里安6”,这些年都经历了什么?
首飞面临多方面困难
2013年,法国国家空间研究中心的阿里安6火箭设计团队为新型火箭设定了“三七”目标:7年时间研制(这个7年研制周期是从2014年年中起算),静地转移轨道运载能力达到7吨,发射价格7000万欧元。

阿里安火箭模拟图
7年后的今天,阿里安6项目进展基本顺利,但受新冠肺炎疫情影响,阿里安集团和整个供应链工作放缓,拖慢了火箭的生产进度。另外,P120C捆绑助推器鉴定试车推迟、阿里安6工业场地生产率下降等情况都给火箭首次发射带来了不利影响。
与此同时,法属圭亚那航天中心因封城措施停用,正在建设的发射设施尚未完工,工程建设人员从欧洲来到航天中心后,需要隔离才能工作。
除了建设进度延迟,发射安排也受影响。圭亚那航天中心的停用也造成其他几项发射计划推迟,包括联盟号火箭的几次重要发射任务,对“阿里安6”的首飞安排造成冲击。

法属圭亚那库鲁航天发射场
还有一个麻烦是载荷。在原计划中,“阿里安6”首飞将发射一网公司的30颗小型宽带卫星。不过,一网公司今年3月提出了破产保护申请,并修改发射合同。为了避免火箭空飞,阿里安集团需要另找一家客户和有效载荷。
“阿里安6”首飞面临重重困难,欧空局正在与所有相关方密切配合,稳定和整合工作规划,其中追加经费就是一项重要任务。
“阿里安6”的项目总经费高达36亿欧元。其中包括了2015年欧空局授予空客赛峰集团(后更名为阿里安集团)的26亿研制合同。法国航天局负责地面基础设施建设,在圭亚那发射中心新建运行基地,获得6亿合同。阿里安集团及研发团队提供剩余4亿资金。
由于首飞延迟,欧空局将要求成员国追加2.3亿欧元。法国和德国在“阿里安6”项目中处于领导地位,共同承担了约75%的研制经费,不过还需要争取其他20多个成员国的支持。
事实上,追加经费属于常规操作,如欧空局ExoMars火星探测项目接连推迟,欧空局不得不追加经费来维持项目运转,等待下一个探火周期。
开启新大型运载火箭时代
欧洲对“阿里安6”寄予厚望,一方面希望通过技术改进和成本优化,降低发射价格,与猎鹰火箭等争锋,抢夺国际发射市场;另一方面旨在将“阿里安6”与织女星C火箭打造成为欧洲下一代运载火箭体系,满足各类载荷发射需求。
“阿里安6”是两级液体火箭,包括阿里安-6.2(芯级+两枚捆绑固体助推器)和阿里安-6.4(芯级+四枚捆绑固体助推器)两种构型,同步转移轨道运载能力最高可达10.5吨,是替代“阿里安5”的新一代大型火箭。

阿里安6火箭助推器测试成功
除了技术改进和性能升级,“阿里安6”还着力降低成本,提升国际市场竞争能力。它改变了以往组装模式,采用水平组装、水平运输和垂直点火方式,主要箭体在综合组装厂水平组装,然后运往法属圭亚那太空中心,在那里起竖火箭,并与助推器和有效载荷结合,这样可减少一半的流程费用。
同时,阿里安集团改变工业生产过程,在欧洲几个生产站点同步推进生产进度,实现每月制造一枚火箭,可保证每年发射12次。另外,“阿里安6”的发动机部分组件采用3D打印技术,为其进一步降低价格。
当前,各国都在推进新一代大型运载火箭的研制测试,与“阿里安6”同台竞技的还有俄罗斯的“联盟5”、日本的H-3和美国的“火神”。
“联盟5”也是两级运载火箭。根据现行设计,“联盟5”低轨运载能力17.3吨,同步转移轨道运载能力5吨,足够发射目前所有重量的卫星与飞船,可承担星座组网和同步轨道卫星发射任务,还将承担俄罗斯载人飞船发射任务。
日本从2013年开始打造新一代H-3火箭。该火箭以高灵活性、高可靠性和高性价比为目标,将是日本走向国际市场的王牌。
美国发射联盟正在研制的火神火箭将成为新一代主力大型火箭。“火神”可将23吨载荷送入同步轨道,具有两大先进技术,分别是可重复使用的一级发动机和发射后停留在轨道上充当“加油站”的二级火箭,能允许其他航天器与其对接并获得燃料补给。
未来几年,各国新一代大型火箭陆续登场,将推动人类航天进入更广阔的舞台。
未来发展面临不确定性
为推进欧洲航天事业发展,确保独立自主进入太空能力,欧盟把支持“阿里安6”与“织女星C”发展作为一项核心工作。

欧空局火箭型谱
阿里安集团眼下正在建造15枚阿里安6火箭,其中一枚用于首飞,另14枚构成一个批次,用于未来几年从“阿里安5”向“阿里安6”过渡。
目前这一批次中至少有一半确定供给欧洲政府客户使用。发射任务清单上包括欧盟委员会的4次发射合同:从2022年1月起发射第三批次8颗伽利略卫星。欧洲通信卫星公司的合同:计划2027年前用“阿里安6”发射5颗卫星。还有一枚用于发射法国军方的光学空间组件-3成像侦察卫星。此外,欧空局也在考虑把“木星冰卫星探测器”改成由“阿里安6”发射。
与此同时,阿里安集团已经在为“阿里安6”的升级改进做准备,将在火箭服役后3年内陆续推出措施,进一步降低成本、提升性能。
美国火神、欧洲阿里安6、日本H-3、俄罗斯联盟5等下一代火箭都在主打降低成本、提升性能,以争取国际市场。相比其他火箭,阿里安6在发展形势和竞争力上占有优势,也更具前景。但两年后才服役的阿里安6火箭相比起已经服役几年的猎鹰9火箭,又基本不具备竞争优势。
尽管阿里安6火箭的研制相对顺利,发动机试验及发射试验设施不断投入,聚集大量人才,还重组建立了阿里安集团专门打造火箭事业,但其未来将面临的竞争风险始终存在。只是鉴于欧洲发展火箭的必要性,似乎又没有太多的途径改变现状,只能继续研制下去,未来发展前景仍有很大的不确定性。
文/ 杨诗瑞
原标题:《阿里安6,欲与各国火箭试比高》