不久前，美國ABL航天系統公司的RS1小火箭從阿拉斯加太平洋航天港首飛。不幸的是，火箭升空不久即出現異常，第一級9臺發動機同時關機。失去動力的火箭落回發射臺并發生爆炸，造成發射臺及附屬設施受損，好在并無人員傷亡。

(資料圖片僅供參考)

RS1小火箭首飛失敗就在這次事故的前一天，維珍軌道公司的運載器一號空射液體小火箭在英國境內首次發射同樣遭遇失敗。小火箭連續失敗，原因何在？未來前途如何？商業航天以其為發展重點，是否妥當？由于以上兩款小火箭均為液體動力，再考慮到固體火箭的特殊身份，我們不妨以液體小火箭作為討論切入點。

新技術帶來新風險

液體小火箭發射失敗并不罕見。2022年美國SpaceX公司以100%的成功率連射61發，成績驕人，但10多年前的SpaceX公司初創時期，全球首款由私人資金打造的入軌級火箭獵鷹1曾連續發射失敗。

火箭曾多次發射失敗一直以來，液體火箭被視為商業發射力量的“高端”裝備，也是初創航天企業技術實力的集中體現。縱觀近年來液體小火箭的發射記錄，故障原因集中在“一低一高”兩個階段：要么隱患出在小火箭首飛離架之后、達到最大動壓點之前，要么問題出在火箭入軌前或末級工作段。

火箭一旦起飛，遺憾就難以彌補，其第一級要經歷火箭飛行過程中最復雜的考驗。如果想提升發射成功率，就必須事先從產品可靠性和動力系統設計等方面下功夫，這其實對于小火箭更加不利——以獵鷹9火箭為代表的大中型火箭可以依靠多發并聯、冗余備份來確保整體任務成功，個別故障發動機還能在回收后仔細排查，吸取教訓；小火箭往往沒有足夠的空間和成本來滿足類似條件，可以認為其容錯率更低，技術標準絲毫不能放松。

不過，小火箭的“小”似乎給外界“簡單”的錯覺，因此商業航天往往從小火箭“入門”，可能在不經意間暴露出某些固有缺陷。

首先，初創航天企業的技術積累比較薄弱，經驗不足，加之更強調經濟效益，難免壓縮研發周期，精簡試驗項目，引入大量較便宜的非航天級零部件，質保體系未必完善，都有可能放大發射失敗的風險。即便某些小火箭使用了成熟航天供應商的分系統，宣稱“繼承”可靠性，但初創企業未必具備出色的整合和質控能力，無法全局性掌控火箭質量。

其次，液體小火箭多采用兩級通用發動機設計，以便降低成本。相比可以充分試驗的火箭第一級發動機地面試車，如果想要完整地模擬第二級發動機在真空下的力、熱、振動、輻射等工作環境，有必要配備裝有引射裝置的高空試車臺。然而初創企業面臨資金壓力，項目周期緊張，高空試車臺這種昂貴復雜的設施往往無緣使用。

另外，商業航天新勢力的設計思路普遍激進，小火箭大膽采用新技術：比如大比例引入增材制造，加工發動機噴注器、燃燒室等核心零件，甚至包括貯箱；新型推進劑組合受到青睞，例如近年來因追求火箭回收復用而“刮起液氧甲烷風”；新的構型和發射方式更是屢見不鮮，比如運載器一號小火箭拋棄了“前輩”驗證過的固體動力空射路線，選擇液體動力空射方案。

“運載器一號”發射然而，新技術不可避免地帶來新風險。“運載器一號”首飛就敗在液體推進劑管路的可靠性上，電子號火箭采用的電泵循環同樣曾導致發射失敗。

值得鼓勵 前景待觀察

上述失敗無可避免地威脅到小火箭的前途命運。尤其商業航天的行業現實被認為是“大投入、長周期、高風險、中回報”，航天投資的邏輯就是基于投資-風險-回報的模型，既然盈利風險無可避免，再加上航天固有的高技術風險特性，使得資本對于發射失敗的容忍性大幅下降，某次或某幾次失敗迫使創企破產可謂司空見慣。

那么商業航天大力發展五花八門的小火箭，是不是“失誤”呢？當然不是。利用風險資本加持開展火箭研發固然有一定的弊端，但商業航天“天生”就自帶試錯和創新的“基因”，風險資本的盈利壓力更促使大量原本被雪藏或轉為技術儲備的新技術加速“落地”，在總體上是值得鼓勵的。

因此，在足夠的載荷市場需求驅動下，隨著風險資本和商業航天的認知進一步趨向理性，必須踏實分析故障原因，避免“按下葫蘆浮起瓢”式的歸零。在自身試錯成本可接受的前提下，“邊飛邊改”和“快速迭代”是航天企業的必由之路。SpaceX公司從“獵鷹”1屢戰屢敗到“星艦”蓄勢待發，堪稱生動寫照。

正在進行濕彩排的“星艦”小火箭的單位發射成本未必更低，其實不一定“便宜”，但快速響應能力、軌道選擇“自由”等優勢仍能確保其占有部分市場。只不過，這一方面要求企業避免急功近利，對于低級錯誤暴露的體系性問題更要進行通盤梳理和回溯，爭取下一次發射成功。另一方面，小火箭表現出色的企業無不懷著發展大中型火箭的雄心壯志，將來小火箭運營者很可能“換一茬”，仍要“重復”類似經歷和教訓。

標簽： 發射失敗 故障原因