沈羨云

說起飛機的用途，每個人都可以如數(shù)家珍列舉出很多，歸納起來可以將它們分為國家航空飛機和民用航空飛機兩種。國家航空飛機是指軍隊、警察和海關(guān)等使用的飛機，民用航空飛機主要是指民用的客機、貨機、客貨兩用機和直升飛機?？墒牵瑢τ陲w機的一個新用途——發(fā)射衛(wèi)星，知者卻甚少。

最近，美國國防高級研究計劃局公布了一段利用戰(zhàn)斗機攜帶的小型火箭發(fā)射衛(wèi)星的視頻。從視頻可以看到，一架機腹中心攜帶一枚小型二級火箭的F-15重型戰(zhàn)斗機升空了。當飛機上升到一定高度后，火箭脫離飛機，在第一級火箭的推動下，加速上升。 第一級發(fā)動機結(jié)束工作后分離，脫離火箭組合體。同時，第二級火箭的發(fā)動機啟動，把小型衛(wèi)星送入近地軌道。這段視頻是美國國防先進項目研究局為了快速地推進他們的飛機助力發(fā)射系統(tǒng)（ALASA）計劃而制作的視頻。如果此計劃能實現(xiàn)，將會大大縮減小衛(wèi)星的發(fā)射成本，能夠以100萬美元的單次發(fā)射成本將約45千克重的衛(wèi)星發(fā)射到太空，為低成本小型衛(wèi)星的廣泛使用鋪平道路。

飛機發(fā)射衛(wèi)星有哪些利弊？

衛(wèi)星是通過發(fā)射上天的，目前有以下3種發(fā)射衛(wèi)星的方式： 多級火箭發(fā)射、航天飛機發(fā)射和 飛機發(fā)射衛(wèi)星。

與火箭和航天飛機相比，采用飛機發(fā)射衛(wèi)星有哪些優(yōu)點呢？

第一個優(yōu)點是節(jié)約了發(fā)射成本，適合發(fā)射廉價、小型衛(wèi)星的市場需求。飛機發(fā)射衛(wèi)星時，飛機相當于第一級火箭，這樣節(jié)省了火箭所需的昂貴的液體燃料， 再加上不需要專門發(fā)射基地等其他因素， 大大節(jié)約了發(fā)射的費用。例如，如今發(fā)射一枚小型衛(wèi)星需要大約5000萬美元，如果用F-15飛機在超過1萬米高度發(fā)射火箭，發(fā)射一顆小衛(wèi)星只需要100萬美元或者更低。

第二個優(yōu)點是不需要專門的發(fā)射基地。地面發(fā)射需要專門的火箭發(fā)射基地， 在每次發(fā)射時，還有“ 發(fā)射窗口” 的問題， 發(fā)射窗口既與外界條件有關(guān)， 又與航天器的具體任務(wù)有關(guān)， 所以每個發(fā)射場的發(fā)射衛(wèi)星時間并不太多，兩次發(fā)射之間有時會達到好幾個月。用飛機發(fā)射衛(wèi)星幾乎是隨時可以“ 整裝待發(fā)”， 基本上不受天氣和衛(wèi)星任務(wù)的影響， 因而有很大的靈活性。

第三個優(yōu)點是可以大大縮短發(fā)射時間。飛機發(fā)射衛(wèi)星采用的是“ 飛馬座” 火箭，它的外形很像飛機， 它的一對箭翼大大提高了它的升空力量和穩(wěn)定性，而且結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便。通常只需6個技術(shù)人員花兩周時間就可把火箭與衛(wèi)星裝配就緒，而地面運載火箭至少要好幾個月，這樣這就大大縮短了發(fā)射的準備時間，在短時間里可以連續(xù)發(fā)射衛(wèi)星。

火箭飛機

第四個優(yōu)點是對環(huán)境的污染少。地面發(fā)射火箭的濃濃烈焰、灼熱的高溫、震耳欲聾的呼嘯聲和發(fā)射時的放射性污染常常會污染周圍的環(huán)境，也會給周圍地區(qū)居民帶來危險，故發(fā)射場周圍都是無居民區(qū)。用飛機發(fā)射火箭基本上沒有這些弊病。

但是，飛機發(fā)射衛(wèi)星也有它的局限性。盡管可以采用巨大的飛機來運載火箭，可與真正的發(fā)射衛(wèi)星的火箭相比是“小巫見大巫”，相差甚遠。這樣就限制了火箭的承載能力，只能用于中小型衛(wèi)星的發(fā)射， 對于大型衛(wèi)星或者如高空的靜止軌道衛(wèi)星就力不勝任了。

未來前景展望

實際上，將飛機作為衛(wèi)星發(fā)射平臺并不是最近才有的技術(shù)。早在20世紀90年代，已經(jīng)開始進行飛機發(fā)射衛(wèi)星的試驗了。1990年4月5日，美國改裝了號稱“ 空中堡壘”的B-52轟炸機，將“飛馬座”火箭送至1.3萬米高空，然后將其釋放， 5秒鐘后， 火箭下降了近100米。接著，火箭開始點火，9分鐘后將一顆重191千克的衛(wèi)星送入高584千米、傾角為94度的極地軌道，獲得首次飛機發(fā)射衛(wèi)星的成功。

盡管人類在20世紀已經(jīng)進行了飛機發(fā)射衛(wèi)星的初步試驗，但由于種種原因，此技術(shù)沒有得到進一步的發(fā)展。進入新世紀后，小型衛(wèi)星的功能變得越來越強大，發(fā)射廉價、小型衛(wèi)星的市場也越來越大。為了適應(yīng)發(fā)射小衛(wèi)星市場的要求，一些國家和公司紛紛提出了用飛機發(fā)射火箭的計劃。此次美國國防先進項目研究局推出的飛機助力發(fā)射系統(tǒng)計劃僅是其中之一。 此外，著名的微軟公司合作創(chuàng)始人保羅·艾倫與航空航天先驅(qū)伯特·魯坦合作推出一款超級“火箭飛機”。 從外形上看，這架“火箭飛機”的翼展相當于一個標準的足球場的長度，它也將成為世界上最大的飛機，不僅可以用于發(fā)射火箭或者將貨物推入近地軌道上，還可以攜帶乘客進行高空飛行。為了完成這項不可思議的任務(wù)，超級“火箭飛機”裝備了6具用于波音747寬體客機的引擎，可提供強大的動力。這架“火箭飛機”將于2015年進行第一次無人飛行測試，在下一個五年內(nèi)完成載人計劃。而另一家老牌火箭公司——軌道科學(xué)公司也將研發(fā)類似的方法發(fā)射人造衛(wèi)星。

有專家認為，飛機助力發(fā)射系統(tǒng)作為一種低成本、快速響應(yīng)的發(fā)射技術(shù)，一旦成功，將為小衛(wèi)星的廣泛使用鋪平道路。屆時，小衛(wèi)星有望像現(xiàn)在的無人機那樣，成為廣泛運用的民用系統(tǒng)。

【責(zé)任編輯】蒲 ?暉