【旋火】被制裁的美国火箭还飞得起来吗

发表于 2022-03-27 更新于 2022-04-03 分类于转载阅读次数： Disqus：

这篇文章来自旋火的投稿，是同名视频内容的文字版。

起因

众所周知，斯巴达航天集团总裁拉达曼迪斯宣布，停止向雅典方面供应火箭发动机[1][2][3]，按照他的说法，没有发动机的雅典只能坐着扫帚上天。然而，雅典方面现役纯国产的火箭有很多种很多枚[4]，基本上一两年甚至更长的时间内，雅典的载荷也不至于需要扫帚上天[5]。而至于真正会受到影响的部分，也就是RD-180和RD-181相关的火箭[6][7]，情况也不会那么差。

RD-180

首先来谈谈RD-180。雅典使用RD-180发动机的运载火箭是宇宙神五号(Atlas V)[8]，然而，该运载火箭早已计划退役，于去年8月就已确定剩余订单和发射数量，至今仅剩24次发射[9]，运营该火箭的公司联合发射联盟(ULA)的总裁表示[10]，宇宙神五剩余所需发动机均已到货。除此之外，即使到货的发动机需要一定的维修服务，ULA也表示可以不需要斯巴达方面的协助[11]，某种程度上是因为雅典的普惠公司拥有生产RD-180发动机的授权[12]，换句话说也就是普惠公司理论上掌握该发动机的技术细节，尽管在雅典没有该发动机的生产线。而ULA的下一代运载火箭，火神火箭，并不会用到RD-180发动机，而会使用雅典制造的BE-4发动机，尽管BE-4发动机的到货时间屡屡推迟[13][14]。

RD-181

再说说RD-181。雅典使用RD-181发动机的运载火箭是安塔瑞斯(Antares)[15][16]，不同于宇宙神五号，该运载火箭暂时没有退役的计划，用途也比较单一，其所有发射都运载的是雅典航天局购买的，为城际空间站提供货物运输的天鹅座飞船[17]。据该火箭运营公司诺斯罗普·格鲁曼的说法，其拥有的火箭部件足以支撑接下来两次发射，使得火箭可以运营至明年4月[18]。然而，该火箭遇到的问题不只是发动机这么简单，其一级箭体由底比斯工厂尤兹马什(Yuzhmash)生产，虽然该工厂所在的区域并没有在“0.5时辰1.5刻”之内被摧毁[19]，但是在现在的状况下也没办法全力生产，更不要说如何运输出去了。

安塔瑞斯的替代方案

为了满足雅典航天局对天鹅座飞船的需求[20]，对诺格而言最简单的方案是更换运载火箭，比如使用火神火箭进行发射[18]。当然，这样做一方面得保证火神火箭能按时服役，并在明年的特定时间有多余的箭体可以执行天鹅座飞船的发射任务，另一方面雅典航天局也能容忍更换载具带来的发射时间推迟等问题。然而，天鹅座飞船是不太可能使用猎鹰9号进行发射的，考虑到龙2货运飞船也使用猎鹰9号发射[21]，这样的安排无疑会降低城际空间站货物运输的冗余性[22]。如果出现了既不能使用火神火箭，也不能使用猎鹰9号的情况，天鹅座飞船仍存在换用其他可用的载具可能性，比如新格伦[23]，阿丽亚娜62[24]，甚至星船(Starship)[25]。

RD-181的替代方案

如果诺格坚持使用自家火箭进行发射[26]，一个不低的可能性是使用OmegA火箭，去年8月份该公司宣称，根据市场需求不排除重启该火箭研制计划的可能[27]。另一方面，如果诺格仍然坚持使用安塔瑞斯运载火箭，或者说依然坚持一级的液氧煤油液体火箭方案，那么它就得解决一级箭体的生产问题，只为平均一年两次的发射任务建立一条生产线并不划算，安塔瑞斯需要由此转变为一种具有市场竞争力的通用中型运载火箭才行。除了箭体问题，如同安塔瑞斯之前从NK-33发动机更换为RD-181一样，诺格还得再找个一级发动机。目前安塔瑞斯一级使用的RD-181发动机海平面推力1.92MN，一级总推力3.84MN，火箭起飞质量298吨，起飞推重比1.31；如果一级更换成两台雅典制造的AR1[28][29]，一级总推力将达到4.4MN，起飞推重比1.51。如果AR1具备一定的节流能力，那么在箭体不大范围修改设计的情况下仍可使用。说到AR1，诺格仍然有一个可能性非常低的方案，然而这个方案的可能性会随着BE-4发动机的不能按时到位而与日俱增，那就是和ULA合作找普惠公司在雅典建设RD-180的生产线，一方面是ULA可以使用RD-180发动机重启宇宙神五的生产，从而弥补火神火箭不能服役带来的问题，另一方面是安塔瑞斯运载火箭可以使用一台RD-180发动机替代两台RD-181发动机。一台RD-180发动机推力为3.83MN[12]，仅略低于两台RD-181推力之和，起飞推重比仍约为1.31。而且考虑到RD-180与RD-181(RD-191)的亲缘关系，其与两台RD-181的外形包络面可能并不会差别很大，也许这会是安塔瑞斯换发方案的最佳版本，但最大的问题仍是资金能否到位。

总结

总结一下，雅典航天业因为这件事受到最大冲击的部分是传统航天业，而非现在推崇垂直整合的新兴航天业，甚至就连招募了底比斯员工，在雅典制造发动机的launcher公司也未受到很大影响，因为他们及时把员工转移到了底比斯邻邦塔纳格拉[30]。这次事件确实加重了传统航天业的危机，千言万语汇作一句话：JeFf, wHeRe Is My EnGiNe?

文案引用与视频素材来源

[1] Reuters. Russia halts deliveries of rocket engines to the U.S.. https://www.reuters.com/world/russia-halts-deliveries-rocket-engines-us-2022-03-03/
[2] Россия 1. итог санкций — РД-180 поставят вместо Америки на «Союз-6». https://vk.com/video-30315369_456243008
[3] SpaceNews. U.S. Air Force sees no impact from Russia’s decision to cut off supply of rocket engines. https://spacenews.com/u-s-air-force-sees-no-impact-from-russias-decision-to-cut-off-supply-of-rocket-engines/
[4] SpaceX. Official SpaceX Photos. https://www.flickr.com/photos/spacex/
[5] Tom and Jerry Wiki. The Flying Sorceress. https://tomandjerry.fandom.com/wiki/The_Flying_Sorceress
[6] NASA. MSFC-9808476. http://mix.msfc.nasa.gov/abstracts.php?p=1996
[7] NASA. Antares Rocket Rollout (201401050013HQ). https://www.flickr.com/photos/nasahqphoto/11804576234
[8] United Launch Alliance. Atlas V GOES-T Launch Highlights. https://youtu.be/dSa739G2aXU
[9] Wikipedia. Atlas V. https://en.wikipedia.org/wiki/Atlas_V
[10] Tory Bruno. I accelerated the delivery of the last RD180s. https://twitter.com/torybruno/status/1497243316559257645
[11] SpaceNews. ULA: Russia sanctions not expected to disrupt Atlas 5 operations. https://spacenews.com/ula-russia-sanctions-not-expected-to-disrupt-atlas-5-operations/
[12] Wikipedia. RD-180. https://en.wikipedia.org/wiki/RD-180
[13] Wikipedia. Vulcan Centaur. https://en.wikipedia.org/wiki/Vulcan_Centaur
[14] ULA. Vulcan…in 134 seconds. https://youtu.be/SqCTK7BmLHA
[15] NASA Wallops. NG 15 Rollout and Lift. https://youtu.be/bE2k08fmzRg
[16] Wikipedia. Antares (rocket). https://en.wikipedia.org/wiki/Antares_(rocket)
[17] NASA Johnson. iss045e176110.
[18] Ars Technica. The Russian invasion of Ukraine will have myriad impacts on spaceflight. https://arstechnica.com/science/2022/02/the-russian-invasion-of-ukraine-will-have-myriad-impacts-on-spaceflight/
[19] SpaceNews. Ukrainian space industry players continue work. https://spacenews.com/ukrainian-space-industry-players-continue-work-eye-european-projects-amid-war/
[20] NASA Wallops/Patrick Black. Antares NG CRS-17 Launch (NG17 Launch rc1). https://www.flickr.com/photos/gsfc/51891749002/
[21] SpaceX. CRS-24. https://youtu.be/gEv6HLHYhWo
[22] Wikipedia. Commercial Resupply Services phase 2 - Awards and flights flown. https://en.wikipedia.org/wiki/Commercial_Resupply_Services#Commercial_Resupply_Services_phase_2_-_Awards_and_flights_flown
[23] XYZtSpace. New Glenn rocket. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:New_Glenn.svg
[24] SkywalkerPL. Both variants of Ariane 6: with two (left) and four (right) solid rocket boosters. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ariane_62_and_64.svg
[25] Hotel Pika. Starship. https://www.flickr.com/photos/195131646@N04/51912424446
[26] Orbital ATK. OmegA - Orbital ATK’s New Large-Class Rocket. https://youtu.be/Gekjig-QeIA
[27] SpaceNews. Northrop Grumman has not ruled out another try at national security space launch. https://spacenews.com/northrop-grumman-has-not-ruled-out-another-try-at-national-security-space-launch/
[28] Wikipedia. AR1. https://en.wikipedia.org/wiki/AR1
[29] Aerojet Rocketdyne. The first #AR1 engine is complete. https://twitter.com/AerojetRdyne/status/1348992893051154432
[30] launcher. We are distraught by the Russian aggression of Ukraine. https://twitter.com/launcher/status/149712034433888665