首次本土发射火箭失败，英国航天发射何时能复兴？

首次本土发射火箭失败，英国航天发射何时能复兴？

文 | 张雪松

北京时间2023年1月9日，维珍轨道公司使用“宇宙女孩”号波音747飞机挂载发射器一号火箭，从英国本土的康沃尔郡太空港起飞，执行英国首次本土航天发射任务。遗憾的是，发射器一号火箭第二级出现异常，发射失败，搭载的所有9颗卫星全部损失。

进军太空，英国航天的振兴

英国是工业革命的发源地，无论是英国还是它所在的欧洲，到现在也是工业和经济高度发达的地区，航天工业也相当发达。话虽如此，由于地理环境的限制，欧洲人反而从未在欧洲本土发射过运载火箭（欧空局主力火箭阿里安和织女星，均从位于南美洲的法属圭亚那库鲁航天中心发射），而英国目前更是连自己的运载火箭都没有。21世纪，英国人终于打算终结这段历史。

英国2010年将民用航天事务集中管理，成立英国航天局，负责制定国家航天政策，统筹和推动英国航天的发展。到今天，英国航天局年度预算已经从最初的2.4亿英镑翻倍，2024年后还将进一步增长到超过6亿英镑。在英国航天局官方推动下，目前，英国航天产业产值已超过160亿英镑，各项航天技术应用有力地支撑了从金融物流到农业等各个部门的发展。

英国航天产业集中在卫星制造和服务等领域，尤其是2020年7月，英国政府斥巨资收购了低轨互联网星座运营商Oneweb公司，英商务大臣夏尔马直言：“ 这表明了英国在全球舞台上的雄心，并且还将为英国基础制造业带来机遇。”随着小卫星及低轨星座产业的发展，对英国自主航天发射能力也提出了需求，英国航天局因势利导提出了LaunchUK计划，扶植英国本土的小型运载火箭和亚轨道飞行公司。

LaunchUK为有志于在英国本土进行航天发射的各家公司提供政策扶植和资金支持，维珍轨道公司和康沃尔郡太空港的合作，光是从LaunchUK项目就拿到735万英镑，算上英国中央和地方政府的其他补助，补贴总额高达约2000万英镑，这也是维珍轨道公司在美国莫哈维太空港外，选择英国康沃尔郡太空港作为第二发射基地的重要原因。从英国本土发射卫星，有利于英国更好地整合卫星和火箭部门，节约卫星制造商的沟通成本和时间，促进英国航天产业的全面发展。因此，本次维珍轨道公司 “宇宙女孩”挂载发射器一号火箭的发射，是英国首次在本土发射卫星，具有巨大的象征意义，堪称英国航天发展的重要里程碑。

雄心受挫，首次本土发射失败

维珍轨道公司选择英国康沃尔郡纽基机场（康沃尔郡太空港），作为“宇宙女孩”载机的基地之一。这次发射任务的名称来自英国老牌摇滚乐队“滚石（The Rolling Stones）”1981年的老歌“Start Me Up”，英国航天局和航天爱好者都对发射任务寄予了巨大的期待，据媒体报道，英国康沃尔太空港现场聚集了2000人观看，发射活动的官方直播间观众人数也达到了能容纳的最多人数（7.5万）。然而，不仅维珍轨道是一家美国公司，发射器一号火箭也是在美国设计制造的，甚至发射合同也是其母公司维珍银河与美国国家侦察局（NRO）签订的，单就发射任务本身来说，和英国实在关系不大。

本次发射任务徽章

格林尼治时间1月9日22时02分，“宇宙女孩”号从康沃尔郡太空港起飞，这架改装的波音747左侧机翼下挂载着一枚发射器一号火箭。发射器一号火箭由维珍轨道公司研制，火箭全长21.3米，一级直径1.8米，二级直径1.5米，两级都使用液氧煤油动力。其中，一级使用单台推力约327千牛的“牛顿3”发动机，二级使用单台推力约22.7千牛的“牛顿4”发动机，“牛顿4”发动机还具有二次启动能力，以完成轨道圆化。发射器一号是极为罕见的空射液体火箭，它的发射质量约25.8吨，典型轨道高度500-1000千米，其中500千米高度太阳同步轨道运力为300千克，如果目标为230千米高度近地轨道，最大运力可达500千克。

“宇宙女孩”波音747空中放飞发射器一号火箭（非本次发射）

1月9日23时12分，“宇宙女孩”飞到爱尔兰以南的大西洋上空，在约10700米（35000英尺）高度释放火箭，数秒后第一级“牛顿3”发动机顺利点火工作，约3分钟后第一级燃尽关机，随后第二级也成功点火工作。维珍轨道公司曾使用发射器一号进行过5次发射，除了首次发射失败外都获得了成功，以至于员工在二级点火工作后不久，居然就开始提前庆祝发射成功了。没想到乐极生悲，深夜23时46分，维珍银河发现卫星没能入轨，最终确认是火箭二级点火失败，火箭末速度不足，未能进入预定的555千米高度太阳同步轨道，星箭具毁。

这次发射对维珍轨道的股价是一记重击，次日即跌超20%。同时，本土首次发射失利，对英国跻身世界航天发射市场的雄心也是个不小的打击，甚至将影响康沃尔郡太空港的未来发展。

世界第六，英国也曾拥有自己的火箭

英国首次本土发射，运载火箭却只能仰人鼻息，实在令人感慨万千。然而实际上，英国曾今拥有自己的运载火箭，并且在40多年前，就曾把卫星送入地球轨道。

20世纪50年代，英国开始研制蓝光（Blue Streak）液体中程弹道导弹，在设计上用于携带核弹头，以期形成英国的独立核威慑能力。

上世纪50年代，英国研制中的蓝光导弹

1960年，蓝光导弹计划意外被取消，英国决定购买美国天空闪电空射弹道导弹，蓝光导弹胎死腹中，但它的技术并没有白费。为了验证蓝光导弹的弹头再入技术，英国开发了黑骑士探空火箭，英国技术部还委托韦斯特兰公司，在黑骑士火箭的基础上研制了更大的三级运载火箭——黑箭（Black Arrow），英国还曾打算结合黑骑士和蓝光，整合出黑太子火箭。

黑箭火箭第一级使用单台伽马8过氧化氢煤油发动机，第二级使用单台伽马2过氧化氢煤油发动机，第三级为小型固体火箭发动机。黑箭火箭长度约13米，最大直径2米，起飞质量18.37吨，可以将120千克的载荷送入483千米高度的圆轨道。1969年到1971年，黑箭火箭进行了4次飞行试验，最后一次发射中，将72.5千克的实验卫星送入近地点639千米、远地点1853千米高度的近极地轨道，这使英国成为继苏联、美国、法国、日本和中国之后，第六个拥有独立入轨发射能力的国家。

1971年10月28日，黑箭R3搭载Prospero科学实验卫星，从澳大利亚武麦拉起飞。此次发射是英国制造的火箭和英国制造的卫星的首次飞行。

黑箭火箭是纯正英国造，使用英国导弹项目现有的研制经验、试验设备和分系统，在英国本土制造、装配和试验，只不过发射地点选择在澳大利亚南部的武麦拉发射场。然而，四次发射任务之后，考虑到美国侦察兵火箭更便宜，黑箭火箭项目就此终止。

英国并非简单放弃发展运载火箭，而是早在1962年，与法、德、意、荷、比五国以及澳大利亚联合建立了欧洲运载火箭发展组织（ELDO），共同研制欧罗巴（Europa）系列火箭。欧罗巴 I 型火箭的一二三子级分别由英、法、德研制，英国负责的第一级即由蓝光导弹衍生而来。遗憾的是，欧罗巴 I 型火箭后5次全箭发射，包括后3次实用卫星发射都失败了，改进的欧罗巴 II 型火箭再次失败，虽然都不是英国负责的第一级出问题，但毕竟项目失败了。1968年戴高乐否决英国加入欧盟，让英国对继续支持ELDO失去了热情，虽然英国承诺1976年前继续提供蓝光导弹做第一级，但后续的欧洲火箭项目和英国基本无关。

所以可以说，英国是世界上唯一一个独立发展出运载火箭和卫星发射技术，却又自行放弃这种能力的国家，因此也就可以理解，为何英国相关方面对本次发射寄于如此厚望了。

道阻且长，本土新兴造箭势力

维珍轨道公司源自更早的维珍银河公司，它们的老板都是英国人理查德·布兰森。由于英国国内缺乏运载火箭的相关产业链，布兰森最后决定在美国长滩建厂，让发射器一号对英国来说成了完全的外国火箭。即使如此，英国民间仍然诞生了新的火箭公司，创业企业轨道快车发射（Orbex）和Skyrora都正在开发自己的运载火箭，它们也得到了LaunchUK计划的支持，准备在本土自行设计制造和发射小型运载火箭。

Orbex公司Prime小型运载火箭效果图

Orbex公司成立于2015年，总部位于苏格兰，在丹麦和德国有分部，目前正在研制名为Prime的小型运载火箭。Prime火箭长19米，直径1.3米，使用液氧和丙烷组成的无毒双基推进剂，发射质量约18吨，是一种二级运载火箭，据称500千米高度太阳同步轨道的运力可达150千克。有意思的是，Prime火箭不仅大量使用3D打印技术，作为燃料组成部分的丙烷还是由可再生生物燃料制取，火箭发射都考虑到减少碳排放，让人感慨欧洲人对低碳的执着。Orbex的Prime火箭开发，以及位于苏格兰北部海岸的苏瑟兰航天中心都得到了英国航天局的资金支持，计划于2023年搭载英国萨里卫星技术公司的小卫星，进行首次轨道发射。但由于Prime火箭的研制进度信息公开较少，目前外界认为其首飞时间大概率要推迟。

Skyrora公司成立于2017年，总部位于苏格兰爱丁堡，它从Skylark Nano探空火箭起步，计划研制出轨道发射的Skyrora XL火箭。Skyrora XL火箭是一种三级火箭，第一级使用9台3D打印的过氧化氢煤油发动机，对外宣称的运力可达315千克。据公开消息，Skyrora得到的资金支持少于Orbex公司，首飞时间尚未可知。

总而言之，英国错过20世纪70年代最好的发展机会，现在要实现国箭、国造以及从本土进行轨道发射，英国及其航天企业未来的道路仍然是相当艰难的。

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