接连两次火箭发射失败 中国航天怎么了?

风清扬斈 4个月前 (04-11) 时事观察 164 0

China Rakete vom Typ Langer Marsch 3B Mondflug (Reuters)

长征三号乙运载火箭称承担了中国探月的任务(资料图片摄于2013年12月1日西昌)

(德国之声中文网)中国官媒新华社4月9日报道称,当日19时46分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭发射印度尼西亚PALAPA-N1卫星,火箭一、二级飞行正常,三级工作异常,根据测量数据监视判断,火箭三级及卫星残骸已坠落,卫星发射失利。故障排查及有关处理工作已全面展开。

火箭发射后,社交媒体上出现了一些火箭升空和燃烧碎片坠落的的画面。美国海外属地关岛国土安全及民防部门当天在其网站发布新闻稿指出,他们正在和马里亚纳斯区域融合中心(MRFC)监控该地区的所有事件,"包括今晚马里亚纳斯上空一个燃烧物体划过天际的视频,相关视频正在广为流传"。该部门补充道:"他们和联邦合作伙伴一致认为,该物体很可能与中国计划的卫星发射测试有关。"声明援引公开消息解释,卫星发射的时间与之后燃烧物体视频流传的时间相吻合。

无独有偶

不到一个月前,新华社才发布过火箭发射失败的消息:3月16日21时34分,中国在文昌航天发射场组织实施长征七号改中型运载火箭首次飞行任务,火箭飞行出现异常,发射任务失利。中方后续组织专家对故障原因进行了调查分析。

然而,相比新一代的长征七号,技术较为成熟的长征三号乙最新发射失败的消息似乎更加引人关注。在此之前,作为中国用于商业卫星发射的主力火箭,长征三号乙在其截止目前的67次发射中,仅有三次失利记录,分别为1996年的首次发射、2009年发射印度尼西亚帕拉帕D通信卫星和2017年发射中星9A广播电视直播卫星。

Chinesischen Raketenstart einer Langer Marsch 3 Rakete in Xichang (Reuters/Stringer)

制造方:长征三号乙运载火箭广泛地继承了长征系列运载火箭经飞行验证的成熟技术(资料图片)


另据中国长城工业集团网站的介绍,中国于1986年开始了长征三号乙运载火箭的研制工作,该运载火箭是长征运载火箭系列中推力最大的火箭之一,其研制广泛地继承了长征系列运载火箭经飞行验证的成熟技术。长城工业集团是中国政府授权的经营商业发射、提供卫星及开展国际空间技术合作业务的唯一商业机构。

引发猜测

目前尚不清楚,中国火箭发射最新一次失利是否会对今年的其它发射计划造成影响。但是,中国多名科技博主纷纷表示,长征三号乙此次发射失败,难免会让其他国家质疑中国的航天发射能力,影响中国航天产品拓展海外市场。还有人安慰道:"其实失败一直都有,只不过我国失败次数较少,所以出现一次格外惹眼。"

与此同时,有台湾专家认为中国火箭的失败率和中美关系恶化有关。台湾的国家政策研究基金会副研究员、军事专家李正修周五对自由亚洲电台分析,由于中国的火箭发展,都是依赖美国的芯片,中美贸易战爆发后,美国限制出口芯片到中国,因而影响了中国军事技术方面的发展,导致中国发射火箭的失败率急升。

中国央视新闻3月16日报道称,后续将组织专家对故障原因进行调查分析。报道没有提及长征七号改的载荷信息,这款火箭虽然也是长征七号,但是一款改进型火箭,属于新火箭首飞,本身也是有风险的。

长征七号中型液体燃料运载火箭2011年1月立项,2016年6月25日首飞,迄今共执行了两次发射任务。

长征七号和目前中国航天已有的火箭体型差别不大,最为显眼的就是在火箭周围,可以提供额外推力的助推器被设计得更长。

虽然长征七号火箭沿用了中国运载火箭经典的3.35米直径设计,但是作为新一代运载火箭,它内在的动力系统已经完全更新。

它高53.1米,芯级直径3.35米,起飞重量约597吨,起飞推力720吨,低地球轨道运载能力达13.5吨,采用完全无毒无污染的煤油及液氧作为推进剂,第一级使用两台YF-100高压补燃循环发动机,捆绑四枚液体火箭助推器,一具YF-100发动机,第二级则安装四台YF-115高压补燃循环发动机。

此外,长征七号采用防风防水设计,并渗透到了每个设计细节当中,这使火箭在中雨时也能发射。

值得注意的是,曾发射失败的中国长征五号遥三运载火箭曾于2019年12月27日发射成功。

此前在2017年7月2日的发射过程中,长征五号遥二运载火箭在发射后飞行至346秒时突发故障,根据分析试验结果显示,其故障原因是芯一级液氢液氧发动机一分机涡轮排气装置在复杂力热环境下局部结构发生异常所致,进而导致发动机推力瞬时大幅下降并使发射任务失败,因此本次发射成功意味着该型号火箭未来将承担中国载人空间站、嫦娥五号月球探测器、火星探测器等一系列重大航天发射任务。

探索外太空是一场具有高度战略意义的竞争,争夺太空话语权已成为多国战略竞争的重要方面。2018年,中国完成了39次火箭发射,美国是31次,俄罗斯是20次,而整个欧盟(EU)只有8次。作为太空竞赛的后来者,虽然中国近年来在多个领域取得了举世瞩目的成就,但需要做的还有不少。

而中国人也正在多个层面努力并发力,“从人造卫星,到月球和火星,中国在这些领域中正迅速变成太空超级大国”,美国宇航局(NASA)的前高级顾问凯西·劳里尼(Kathy Laurini)公开表示,“他们(中国人)设立战略性,长期性的目标,而且为达到这些目标进行专注的,系统性的努力。”

目前我国已经大致控制住了新型冠状病毒疫情在境内的蔓延,各大企业也在有组织地复工复产,此前由于受到疫情的影响,我国的多个战略工业部门都被迫停工,其中就包括航天工业。疫情大致控制住了之后,我国航天工业又重新开始进行正常的火箭发射活动,不过没想到出现了开局不利的情况,在25天之内接连两次火箭发射失败,这在我国的航天史上都是相当罕见的,而且发射失败的型号是技术相对成熟的长征三号和长征七号系列。

(长征七号运载火箭)

首先是3月16日,当天晚上21点左右,长征七号改中型运载火箭在海南文昌航天发射场发射失败。紧接着是在4月9日,我国在西昌卫星发射场利用长征三号乙运载火箭发射印度尼西亚PALAPA-N1卫星,火箭一二级飞行正常,三级工作异常,后来被认定发射失败。这次并没有像2009年8月31日那样的好运气,值得一提的是当时长征3号运载火箭也是发射的印尼卫星,虽然三级火箭也出现了工作异常,不过卫星还是通过自身的机动能力进入了轨道。

(PALAPA-N1卫星)

如果说此前长征5号重型运载火箭发射失利(不过目前这款重型运载火箭的技术已经相当成熟)可以理解的话(毕竟应用了大量新技术,而且是我国航天工业此前从未挑战过的重型运载火箭),长征七号甲运载火箭发射失利就或多或少让我们有些惊讶了。然而这回长征三号乙运载火箭发射失败足以用让我们感到相当不理解来形容,因为这款运载火箭是目前国内发射量最大,而且成熟度相当高的高轨道运载火箭,近些年来连续发射数十枚都没有出现过失败的情况,比如各种北斗卫星(北斗3号工程倒数第2颗组网卫星就是在今年3月9号被长征三号乙送进太空的),嫦娥三号和嫦娥四号的发射工作等等。

(长征三号乙运载火箭发射第46颗北斗导航卫星)

那么为什么还会发射失败呢?首先毫无疑问是疫情影响,这个是相当玄学的问题,有可能某个工作人员因为戴着口罩,心里面十分烦躁,在某个零件的加工上出现了小偏差,最终酿成了大祸,这种事情追根溯源都不好搞。其次是长征三号乙系列运载火箭一直在不断进行小改进,比如说增加一些燃料仓容积,适当提高运力,在助推器上加装翼伞装置等等。

(YF-75发动机)

接着是YF-75发动机的问题,按照印度尼西亚方面的通报,此次长征3号以运载火箭的最大问题正是出现在发动机上。该运载火箭在发射的时候,一二级都十分顺利,三级点火时其中一台发动机失效导致姿态失稳,飞行高度从200km左右开始下降,最终速度仅7.1km/s,无法进入轨道。具体故障原因很有可能是二次点火不成功,或者是提前关机。如果问题比较小的话,卫星是可以像2009年那样通过自身机动能力强行进入轨道的,只不过代价是服役寿命会短的多,不过这回问题显然不小,因为火箭和卫星都直接炸毁了。

(长征三号乙运载火箭)

最后一个原因也是"玄学",也就是偶尔的零件质量问题,要知道航天发射从来都是高风险,过于频繁的发射,很有可能带来运载火箭在生产过程中的随机故障,然后导致发射失利。总的来说,此次长征3号乙运载火箭出现失利的情况还是相当令人震惊的,可能的"罪魁祸首"YF-75发动机已经在长征三号甲和长征三号丙上连续发射了44次都成功,长征3号乙成功次数更是高达63次。此次事故之后我们更要好好反思如此成熟的型号,到底哪里出了问题,竭尽全力保证4月24号的长征5号发射成功。


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