美国联合发射联盟火神火箭发射失败:40颗亚马逊卫星全部损毁

摘要:

美国当地时间11月15日,由波音和洛克希德·马丁合资成立的联合发射联盟(ULA)遭遇重大挫折。该公司新一代重型运载火箭“火神”(Vulcan)在佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射升空约10分钟后发生异常,最终未能将搭载的40颗亚马逊Leo卫星送入预定轨道,整批卫星全部损失。

这是联合发射联盟自2006年成立以来首次发生完整的发射任务失败。此次事故不仅给亚马逊正在建设的低轨卫星互联网星座带来打击,也使ULA这款承担美国未来国家安全发射和商业航天任务的重要新型火箭面临进一步的可靠性考验。

ULA在事故发生后发表声明称,根据发射任务总监收到的数据,火神火箭在飞行约10分钟后出现异常,最终未能完成亚马逊卫星部署任务。公司表示,由于事故刚刚发生,目前还没有足够的具体数据确定问题究竟出在哪里,接下来将与客户及相关机构合作开展调查,找出故障原因并确定必要的纠正措施。

此次发射原定于此前的周五进行,但由于服务多个发射运营商的气态氮气供应设施出现问题,首次发射尝试被取消。周六,火箭与地面控制系统之间又出现网络通信问题,导致任务再次推迟。

直到周日,发射窗口才重新开放。不过,即使在正式倒计时阶段,发射控制人员也曾在距离点火仅20秒时暂停程序,原因是火箭出现了一项尚未明确的技术问题。经过处理后,ULA重新调整发射时间,最终成功点火升空。

当地时间11月15日中午12时40分,火神火箭从卡纳维拉尔角太空军基地41号发射台起飞。火箭全长约65米,起飞时由六枚诺斯罗普·格鲁曼公司制造的固体助推器,以及两台蓝色起源(Blue Origin)生产的BE-4液氧甲烷发动机提供动力,总推力约380万磅。

发射初期,六枚固体助推器表现正常,在点火约1分40秒后完成工作并与火箭分离。随后,火箭第一级继续依靠两台BE-4发动机推动飞行器爬升。

不过,事后分析发射遥测动画发现,第一级发动机的工作时间似乎比ULA原定时间更长,一级与上面级的分离时间也可能晚于预期。

完成级间分离后,火箭进入由半人马座(Centaur)上面级负责的飞行阶段。该级使用液氢和液氧发动机,原计划进行一次持续12分15秒的点火,为卫星送入预定轨道提供最后的加速。

从目前掌握的信息来看,故障可能发生在半人马座上面级发动机点火阶段,但ULA尚未公布经过确认的故障位置和具体原因。发射直播中的工作人员当时也没有明确指出飞行器已经出现异常,直播随后结束。

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因此,目前还不能确定究竟是上面级发动机、推进剂供应系统、飞行控制系统,还是其他关键设备发生了故障。

此次任务搭载的40颗卫星属于亚马逊Leo卫星互联网项目。该项目此前被称为Project Kuiper,是亚马逊创始人杰夫·贝索斯推动的全球低轨宽带互联网计划,目标是建立一个由数千颗卫星组成的通信网络,与埃隆·马斯克旗下的SpaceX Starlink展开竞争。

亚马逊计划最终部署超过3300颗低轨卫星,为全球用户提供宽带互联网接入服务。此次原本计划将40颗卫星送入轨道,如果任务成功,亚马逊Leo已经发射的卫星总数将达到436颗。

对于一个仍处于大规模组网阶段的卫星互联网项目而言,一次损失40颗卫星意味着相当可观的部署能力损失。虽然亚马逊可以通过后续发射补充这些卫星,但重新制造、测试和安排发射仍然需要时间,也可能影响整个星座的部署进度。

值得注意的是,亚马逊此前已经为Leo项目预订了大量不同型号火箭的发射服务,其中包括38次火神火箭发射、24次蓝色起源新格伦(New Glenn)火箭发射、24次欧洲阿丽亚娜6号火箭发射,以及13次SpaceX猎鹰9号火箭发射。

此次事故正是这38次火神发射合同中的首次任务。由于火神是ULA未来商业发射和美国国家安全发射体系的重要组成部分,这次失败的影响显然不只是损失40颗卫星那么简单。

火神火箭是ULA为取代老一代阿特拉斯5号(Atlas V)和德尔塔系列火箭而开发的新一代运载工具。它采用蓝色起源BE-4液氧甲烷发动机作为第一级动力,结合半人马座上面级,主要面向大型卫星、商业航天和美国国防部的国家安全发射任务。

此次事故发生时,火神实际上仅执行了第五次飞行任务,而且距离上一次发射已经过去约9个月。

此前,火神在2024年的首次飞行以及2026年2月的一次任务中,都曾出现固体助推器喷管异常问题。ULA与固体助推器供应商诺斯罗普·格鲁曼随后花费数月时间调查并解决相关问题。

在此次发射前,ULA首席执行官马克·佩勒曾向《航空周刊》表示,公司已经确定了喷管问题的三个可能原因,并采取了相应的缓解措施。此次发射中,六枚固体助推器从遥测表现来看运行正常,似乎并没有重现此前的问题。

另一方面,火神使用的BE-4发动机也曾存在可靠性方面的隐患。蓝色起源此前发现,其新格伦火箭第一级的一台BE-4发动机存在氧气阀门问题,并因此导致2026年5月新格伦火箭在发射台发生严重爆炸。

由于BE-4发动机同样用于火神火箭,蓝色起源随后对相关发动机进行了设计改进,并为即将执行任务的发动机安装了改进套件。佩勒表示,蓝色起源工程师此前已经前往ULA设施,对此次火神任务使用的发动机完成了改装。

目前尚无证据表明此次火箭事故与BE-4发动机此前出现的氧气阀门问题有关,具体原因仍有待调查。

此次事故也引起了美国航天部门的关注。NASA局长贾里德·艾萨克曼在社交媒体上表示,感谢ULA及时向公众和合作伙伴通报情况,并强调NASA愿意在调查和后续整改过程中提供协助。他特别指出,美国未来的阿尔忒弥斯计划、月球基地建设以及国家航天事业都需要ULA这样的发射服务商。

事实上,火神火箭不仅承担亚马逊的商业卫星发射任务,还被美国太空军选定为国家安全发射体系的重要运载工具。此前,由于固体助推器喷管问题,美国太空军已经暂停了部分国家安全载荷使用火神火箭发射的安排,要求ULA进一步完成技术分析。

此次任务失败后,火神能否继续执行后续发射,将取决于事故调查结果以及必要的整改措施。按照航天行业的惯例,在重大飞行故障原因尚未查明之前,相关型号通常需要暂停后续任务,直到确认故障已经得到有效解决。

对于亚马逊而言,情况同样不容乐观。除了此次火神火箭事故,亚马逊Leo项目还面临其他发射供应商的进度问题。蓝色起源的新格伦火箭在今年5月发生发射台爆炸后,也需要完成调查和整改才能恢复正常飞行。

这意味着,亚马逊虽然同时预订了多家火箭公司的发射服务,试图通过多供应商策略降低对单一发射公司的依赖,但不同火箭项目各自出现的技术问题,仍然可能影响整个卫星星座的部署节奏。

与SpaceX拥有自研火箭、卫星制造以及发射运营的垂直整合体系不同,亚马逊Leo需要依赖多家外部发射服务商完成卫星部署。多供应商策略能够分散部分风险,但也意味着亚马逊必须面对不同火箭型号的技术成熟度、发射频率和可靠性差异。

此次事故还暴露出ULA新一代火神火箭在商业运营初期面临的现实挑战。虽然该火箭被设计为美国未来重型发射市场的重要支柱,但仅仅完成几次成功发射,并不足以证明其已经具备成熟、稳定和高频次商业运营的能力。

对于ULA而言,接下来的首要任务是查明事故原因,确认故障究竟来自火箭哪个级段或哪个子系统,并制定能够通过验证的整改方案。而对于亚马逊来说,如何重新安排丢失的40颗卫星以及调整后续发射计划,也将成为Leo项目近期必须解决的问题。

一枚火箭的失败,损失的不仅是价值不菲的运载工具和卫星载荷,更可能影响一个正在建设中的全球互联网基础设施项目。随着SpaceX Starlink持续扩大规模,亚马逊Leo在发射能力和部署速度方面承受的竞争压力也将进一步增加。

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