螢火蟲宇航公司“阿爾法”火箭首飛爆炸

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美國螢火蟲宇航公司的“阿爾法”小運(yùn)載9月2日在加州范登堡天軍基地進(jìn)行了首次入軌發(fā)射嘗試。發(fā)射在范登堡基地原供德爾它2火箭使用的SLC-2W發(fā)射設(shè)施進(jìn)行。火箭于美國東部時(shí)間21時(shí)59分（北京時(shí)間9月3日9時(shí)59分）點(diǎn)火起飛，但在起飛后約2.5分鐘發(fā)生了劇烈爆炸。從時(shí)間來看，火箭當(dāng)時(shí)應(yīng)處于一級(jí)飛行階段。據(jù)稱火箭在爆炸前似乎失控并發(fā)生翻滾。事故其它具體情況暫不清楚。一度準(zhǔn)備在去年進(jìn)行的這次發(fā)射因疫情、發(fā)射臺(tái)升級(jí)改造和飛行終止系統(tǒng)鑒定等方面的問題而推遲至今。

螢火蟲宇航公司原名螢火蟲空間系統(tǒng)公司，2017年破產(chǎn)重組后改用現(xiàn)名。當(dāng)初申請破產(chǎn)是因?yàn)闅W洲一家主要投資方因英國脫歐原因退出。該公司火箭研制項(xiàng)目所需資金由公司聯(lián)合創(chuàng)始人波利亞科夫通過其名下的加州智力圈（Noosphere）風(fēng)投公司提供。據(jù)報(bào)道，波利亞科夫到去年底已投了超過1.6億美元。該公司今年5月4日宣布通過A輪融資籌到了7500萬美元。在這輪融資下，智力圈風(fēng)投通過二次交易把其控制的1億美元股份賣給了部分A輪投資者。該公司現(xiàn)有雇員超過350人。

 “阿爾法”為兩級(jí)火箭，采用液氧/煤油推進(jìn)劑，高29米，低軌運(yùn)載能力1000公斤，500公里太陽同步軌道運(yùn)載能力為630公斤，對外宣傳的發(fā)射價(jià)格為1500萬美元?；鸺患?jí)采用4臺(tái)“金甲蟲”（Reaver）發(fā)動(dòng)機(jī)，最大推力超過16.5萬磅（約733.5千牛）；二級(jí)采用單臺(tái)“閃電”（Lightning）發(fā)動(dòng)機(jī)，推力超過1.5萬磅（約66.7千牛）。該箭專門面向小衛(wèi)星。螢火蟲公司最終希望把發(fā)射頻度提高到大約每兩周一次。該公司的第二座發(fā)射場放在佛州卡納維拉爾角天軍站已棄用的SLC-20發(fā)射設(shè)施。

本次發(fā)射用的火箭8月18日在發(fā)射臺(tái)上對第一級(jí)進(jìn)行了15秒的靜態(tài)點(diǎn)火試車。螢火蟲首席執(zhí)行官馬庫西奇8月24日接受采訪時(shí)說，試車很“完美”，所有數(shù)據(jù)看上去都“很棒”。該公司對首飛用箭做了廣泛的測試，包括近20次熱試車。

“阿爾法”火箭在發(fā)射臺(tái)上

馬庫西奇當(dāng)時(shí)稱，若首飛成功，“阿爾法”最快可在12月份進(jìn)行第二次發(fā)射，屆時(shí)將攜帶一件商業(yè)有效載荷。不過他承認(rèn)新火箭首射失敗的風(fēng)險(xiǎn)較大。他說，首飛出問題很正常，而問題的解決可能要花幾周到幾個(gè)月時(shí)間，具體要看有多嚴(yán)重。他說，“阿爾法”火箭設(shè)計(jì)相當(dāng)簡潔，所以無論出什么問題都應(yīng)能相對較快地得到解決。

馬庫西奇說，就算首飛成功，由于要從研制階段轉(zhuǎn)入運(yùn)行階段，公司接下來也會(huì)面臨一些不同的挑戰(zhàn)。他說，“從研發(fā)向生產(chǎn)過渡將很難”。該公司8月17日宣布聘請?jiān)┞毺仗剿鞴竞退{(lán)源公司的勞倫·萊昂斯擔(dān)任其新設(shè)立的首席運(yùn)營官，重點(diǎn)負(fù)責(zé)建設(shè)量產(chǎn)所需的基礎(chǔ)設(shè)施和能力。

萊昂斯9月1日在前往公司發(fā)射控制中心時(shí)強(qiáng)調(diào)說，首飛主要是要對“阿爾法”這一新型小運(yùn)載進(jìn)行驗(yàn)證，目標(biāo)是要盡可能多地采集數(shù)據(jù)，同時(shí)讓任務(wù)能盡量往下走，爭取能飛入太空，而能入軌和把衛(wèi)星部署出去就更好了。馬庫西奇也表示，這是次試飛，所以拿到數(shù)據(jù)就是成功。他說，他最擔(dān)心的不是火箭本身，而是箭底必須準(zhǔn)時(shí)釋放以讓火箭能夠飛出去的牽制卡鉗。他說，他擔(dān)心會(huì)有卡鉗掛住，從而讓火箭根據(jù)沒機(jī)會(huì)帶來飛行數(shù)據(jù)。他還說，那些卡鉗經(jīng)過廣泛的測試。他稱出別的問題他都能接受，只要是在飛行中發(fā)現(xiàn)的，“但我不能接受地面系統(tǒng)導(dǎo)致我們失掉一次任務(wù)”。

為節(jié)省重量，“阿爾法”采用碳纖維復(fù)材而非鋁合金建造，據(jù)稱由此能最大限度地減少超低溫液氧貯箱開裂問題?！敖鸺紫x”發(fā)動(dòng)機(jī)也要比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)簡單，采用一個(gè)而非通常的兩個(gè)燃燒室。實(shí)際上，“阿爾法”將是第一款采用那項(xiàng)技術(shù)的入軌型火箭。馬庫西奇說，該箭其它方面都“很合常規(guī)”，采用兩級(jí)設(shè)計(jì)，并采用業(yè)已得到證明的液氧/煤油燃料組合。

首飛瞄準(zhǔn)300公里、傾角137度的一條逆行軌道，而不是從范登堡發(fā)射時(shí)通常發(fā)往的極軌道。火箭射向?yàn)槲飨?。這樣做是考慮首飛的靶場安全?；鸺陲w行中要采集并發(fā)回遙測數(shù)據(jù)，并利用箭上攝像頭拍攝和傳回畫面。首飛主要是要獲取火箭性能數(shù)據(jù)，但也攜帶了多件有效載荷，其中幾件學(xué)術(shù)和教學(xué)用載荷為免費(fèi)發(fā)射。螢火蟲公司把首飛任務(wù)命名為“專享研究與教學(xué)加速器任務(wù)”（DREAM，簡稱“夢想”）。

該公司打算在后續(xù)任務(wù)中引入一款先進(jìn)的太陽能電推上面級(jí)，稱為“軌道轉(zhuǎn)移飛行器”（OTV），又稱“空間多用途飛行器”（SUV），以把衛(wèi)星送入更高的軌道。本次首飛任務(wù)原本還要考核該飛行器所需的技術(shù)，包括太陽能等離子體電推力器。

除“阿爾法”外，螢火蟲公司還要研制運(yùn)載能力更大的“貝塔”火箭?！柏愃痹鴶M并聯(lián)使用3臺(tái)“阿爾法”第一級(jí)，200公里軌道運(yùn)載能力為4400公斤。不過，該公司2019年10月稱，它正在同航空噴氣洛克達(dá)因公司合作，以提高“阿爾法”火箭性能，并考慮讓后續(xù)火箭型號(hào)“貝塔”采用對方的AR1發(fā)動(dòng)機(jī)。該公司還稱，“阿爾法”首飛時(shí)將在一級(jí)“金甲蟲”發(fā)動(dòng)機(jī)上采用航空噴氣的3D打印部件。

AR1發(fā)動(dòng)機(jī)曾是聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司“火神”火箭的一個(gè)選項(xiàng)。航空噴氣和螢火蟲公司稱，它們要開展全方位合作，包括螢火蟲正在打造的OTV/SUV電推上面級(jí)。雙方稱，它們將聯(lián)合開發(fā)商業(yè)和政府市場，包括國安航天市場。航空噴氣首席執(zhí)行官德雷克說：“我們將利用螢火蟲公司成熟的火箭設(shè)計(jì)、航空噴氣先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)以及雙方世界水平的技術(shù)能力?！?/span>

螢火蟲時(shí)任代理首席財(cái)務(wù)官瓦特當(dāng)時(shí)接受采訪時(shí)說，公司計(jì)劃研制三款不同的運(yùn)載器，即“阿爾法”、“貝塔”和“伽馬”。三者運(yùn)載能力將逐步提高，并將逐步引入重復(fù)使用能力。瓦特說，采用與航空噴氣合造的“漸進(jìn)型發(fā)動(dòng)機(jī)”，“阿爾法”的太陽同步軌道運(yùn)力將達(dá)到800公斤，更低的低軌運(yùn)力將達(dá)1300公斤。

瓦特還說，“貝塔”設(shè)計(jì)已改，不再采取太空探索公司“重型獵鷹”那樣的三筒式設(shè)計(jì)，而是采用單一核心級(jí)，以增大運(yùn)載能力。他說，采用可復(fù)用第一級(jí)的該火箭將能把8000公斤送入低地軌道。在聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司決定讓“火神”火箭選用藍(lán)色起源公司的BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)之后，航空噴氣公司一直在尋求把AR1用到某種中小型火箭上。

瓦特說，螢火蟲的遠(yuǎn)期目標(biāo)是生產(chǎn)“伽馬”這種有翼的可重復(fù)使用航天飛機(jī)，由其把一款火箭發(fā)往太空。

馬庫西奇1月份曾表示，公司正打算再籌集3.5億美元資金，以擴(kuò)大生產(chǎn)和研制更大的“貝塔”中型火箭。他說，這筆資金將支持公司的長期成長。他后來在接受采訪時(shí)說，那一目標(biāo)沒變，但公司決定把融資工作分為兩輪。他說，作為一家創(chuàng)企，公司一下子用不了那么多錢，只需要近期夠用就可以了。規(guī)模較大的下一輪融資將會(huì)在“阿爾法”首飛后進(jìn)行。

按去年底的消息，除本次發(fā)射外，螢火蟲還希望按照同自適應(yīng)發(fā)射服務(wù)公司新簽的一項(xiàng)協(xié)議在2021年再進(jìn)行至少兩次發(fā)射。馬庫西奇后來稱，那兩次發(fā)射之一已推到明年。該公司去年12月拿到NASA“風(fēng)險(xiǎn)級(jí)發(fā)射服務(wù)”（VCLS）2計(jì)劃下980萬美元的一項(xiàng)合同，任務(wù)是用“阿爾法”火箭把75公斤重的立方星送入一條550公里的太陽同步軌道，并把20公斤的立方星送入軌道傾角相隔至少10度的另一條類似軌道。那次發(fā)射暫擬在明年6月進(jìn)行。

該公司去年4月宣布同太空飛行公司（Spaceflight）簽署一項(xiàng)發(fā)射服務(wù)協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，太空飛行公司將成為“阿爾法”火箭一次拼單發(fā)射任務(wù)的主客戶，為那次發(fā)射的“大部分”運(yùn)力提供有效載荷。太空飛行公司還將為更多的“阿爾法”發(fā)射任務(wù)提供拼單載荷，以最大限度地利用那些發(fā)射的運(yùn)力。螢火蟲還已宣布同其它有效載荷聚合商簽署了發(fā)射協(xié)議，包括荷蘭空間創(chuàng)新解決方案公司（ISIS）。

 “阿爾法”研制工作去年1月遭遇了一次挫折。該公司在對第一級(jí)火箭進(jìn)行鑒定試車時(shí)發(fā)生了火災(zāi)。事故原因是試車軟件配置錯(cuò)誤。馬庫西奇稱，事故未對試車臺(tái)造成太大破壞，但一級(jí)受損“嚴(yán)重”。

螢火蟲是入圍NASA“商業(yè)月球有效載荷服務(wù)”（CLPS）計(jì)劃的14家公司之一。該計(jì)劃是要利用商業(yè)著陸器把NASA的科學(xué)和技術(shù)驗(yàn)證載荷送到月面。螢火蟲今年2月4日拿到CLPS計(jì)劃下的一項(xiàng)任務(wù)訂單，將在2023年采用其“藍(lán)色幽靈”（Blue Ghost）著陸器把10件NASA有效載荷送上月球。著陸器發(fā)射任務(wù)后來被交給太空探索公司的“獵鷹”9火箭。

螢火蟲原本打算提供的是稱為“創(chuàng)世紀(jì)”（Genesis）的一款著陸器。該著陸器基于由以色列航空航天工業(yè)公司（IAI）許可的一項(xiàng)設(shè)計(jì)。IAI曾建造了用希伯來語中的“創(chuàng)世紀(jì)”（Beresheet）來命名的一個(gè)月球著陸器。那個(gè)著陸器曾在2019年4月嘗試落月，但以失敗告終。不過，由于NASA調(diào)整后的任務(wù)要求超出了“創(chuàng)世紀(jì)”的能力范圍，螢火蟲后來自己研發(fā)了“藍(lán)色幽靈”著陸器。

螢火蟲還在涉足部件業(yè)務(wù)，首先是向其它客戶提供其為“阿爾法”火箭研制的發(fā)動(dòng)機(jī)。馬庫西奇在8月24日的采訪中說，公司已拿到一項(xiàng)合同，將向正在搞火箭的一家公司交付約50臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。他未披露那家公司的身份。這與大多數(shù)廠家所采取的盡可能實(shí)現(xiàn)縱向一體化的思路有所不同。馬庫西奇說，“如果你真的想利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的話，那么產(chǎn)量越大，效果也就越好”。那項(xiàng)部件業(yè)務(wù)還將擴(kuò)展到其它部件，比如復(fù)合材料纏繞壓力容器（COPV）。

雖然設(shè)計(jì)運(yùn)載能力是1000公斤，但首飛有效載荷總重不到100公斤。這些有效載荷是：

    1）“NPS-CENETIX-軌道”（NPS-CENETIX-Orbital）1，美國海軍研究生院（NPS）網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新與實(shí)驗(yàn)中心（CENETIX）3U立方星技術(shù)衛(wèi)星，由NPS同AT&T公司聯(lián)合研制，用于驗(yàn)證“突發(fā)性軌道網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)”，重約5公斤。

    2）“寧靜”（Serenity），由太空教師公司（TIS）研制的3U立方星技術(shù)衛(wèi)星，配備數(shù)據(jù)傳感器和相機(jī)，意在為在太空中測試教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供廉價(jià)機(jī)會(huì)，重約5公斤。

    3）“塔帕布”（Hiapo），夏威夷科技博物館1U立方星技術(shù)與教學(xué)衛(wèi)星，將測量太陽風(fēng)在大氣熱層產(chǎn)生的電場，重1公斤。

    4）“CRESST（空間科技研究探索中心）夢想彗星”（CRESST DREAM COMET），英國劍橋大學(xué)3U立方星技術(shù)衛(wèi)星，將驗(yàn)證一種步進(jìn)推進(jìn)系統(tǒng)，重約5公斤。

    5）“基準(zhǔn)空間系統(tǒng)”（BSS）1，基準(zhǔn)空間系統(tǒng)公司3U立方星技術(shù)衛(wèi)星，用于與地面通信、推進(jìn)裝置試驗(yàn)和軌道位置跟蹤等目的，重約5公斤。

    6）“馬島獴星”（FossaSat）1b，西班牙馬島獴系統(tǒng)公司研制的1p袖珍立方星技術(shù)衛(wèi)星，用于試驗(yàn)新的LoRa射頻調(diào)制技術(shù)和與公眾共享教學(xué)數(shù)據(jù)，為去年12月發(fā)射的“馬島獴星”1的升級(jí)型號(hào)，重0.2公斤。

    7）“馬島獴星”2，馬島獴系統(tǒng)公司2p袖珍立方星技術(shù)衛(wèi)星，重0.4公斤。

    8～9）“創(chuàng)世紀(jì)”（GENESIS）L和N，西班牙業(yè)余無線電衛(wèi)星組織的1.5p袖珍立方星技術(shù)衛(wèi)星，將開展一系列通信相關(guān)實(shí)驗(yàn)，各重0.2公斤。

   10～11）“立方”（Qubik）1和2，希臘非營利機(jī)構(gòu)自由太空基金會(huì)1p袖珍立方星技術(shù)衛(wèi)星，將開展一系列通信相關(guān)實(shí)驗(yàn)，重0.2公斤。

   12）“大三角帆”（Spinnaker）3/“螢火蟲膠囊”1，安裝在首飛火箭第二級(jí)上的設(shè)備，其中“大三角帆”為普渡大學(xué)技術(shù)驗(yàn)證有效載荷，載有一面18平米的“火帆”制動(dòng)帆，能幫助上面級(jí)火箭實(shí)現(xiàn)離軌，而“螢火蟲膠囊”1內(nèi)裝來自全球各地的各類非技術(shù)物項(xiàng)，如照片、藝術(shù)作品和少兒圖書。

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