韩国首枚自研火箭发射失败,文在寅:未完成的课题……
发布日期:2021-10-30 16:38    点击次数:198

文 | 张江平 樊巍

‍‍‍本文转载自微信公众号“环球网”(ID:huanqiu-com),原文首发于2021年10月21日,原标题为《观看本国自主研制火箭发射失败,文在寅:遗憾。》,不代表瞭望智库观点。

据韩联社报道,韩国自主研制的“世界”号运载火箭当地时间21日下午发射升空,但未将试验卫星送入预定轨道,韩国总统文在寅表示对此感到遗憾。

报道称,文在寅当天在位于全罗南道高兴郡的罗老宇宙中心观看“世界”号运载火箭发射。他在观看发射并听取“世界”号运载火箭飞行任务的有关情况汇报后表示,对卫星未能进入预定轨道感到遗憾。

文在寅 资料图

文在寅说,能把发射器送入700公里高空已是一项壮举,但将试验卫星送入轨道仍是韩国未完成的课题。他还说,若能反复检查并完善不足之处,明年5月的第二次发射定能取得成功。

在“世界号”之前,韩国曾将大量物力与财力投入到另一款运载火箭“罗老号”的研发之中。这款与俄罗斯合作研发的两级运载火箭,火箭的第一级完全由俄罗斯方面制造,采用了一台俄制RD-151发动机液氧煤油发动机,火箭的第二级才为韩国制造的固态燃料火箭。“罗老号”在经历了2008年和2010年的两次发射失败后,于2013年1月成功将“科技星”2C卫星送入预定轨道,韩国也因此成为了全球第11个拥有自行发射卫星能力的国家。然而按照韩国与俄罗斯达成的协议,俄罗斯只为“罗老号”运载火箭提供 3 次发射机会,在帮助韩国实现航天梦之后,“罗老号”也正式宣告退役了。

此次发射的“世界”号运载火箭则由韩国航天部门历时十余年,耗资近2 万亿韩元(约合17亿美元)完全自主研制,据韩媒报道,韩国国内也对这枚自主研发的运载火箭寄予厚望。一名韩国官员在接受路透社采访时表示,拥有自己的运载火箭将使韩国能够自主灵活地安排发射任务,并能保护间谍卫星等机密载荷。

根据韩国航空宇宙研究院公布的数据,“世界号”的三级均采用液氧/煤油发动机,火箭一级为4台自主研发的75吨级KRE-075发动机,二级则采用单台配备真空膨胀喷管的KRE-075发动机,三级则采用单台7吨级的KRE-007发动机。火箭一级的KRE-075发动机在真空中的比冲为298 秒。据公开资料显示,这项指标远远落后于此前俄罗斯方面降低性能后,运用于“罗老号”一级的俄制RD-151发动机。

据外媒报道,近些年来,韩国航天部门一直决心独立自主地发展自己的航天事业,航天工业也取得了长足进步,并与多方展开国际合作。韩国航天部门不仅加入了NASA主导的阿尔忒弥斯计划,还计划进一步独立自主地开展月球探索项目。而韩国的三星公司也提出了在未来十几年内,发射4500颗低轨道卫星,组建韩国自己的卫星互联网。而这些计划都对韩国自主研发运载火箭提出了需求。

延伸阅读

看韩国火箭这性能,可以确定完全由其自行研制

文 | 老司机马识途

‍‍‍本文转载自微信公众号“枢密院十号”(ID:gh_1b4ac88265a8),原文首发于2021年10月21日,原标题为《看韩国火箭这性能,可以确定完全由其自行研制》,不代表瞭望智库观点。

被韩国寄予厚望的纯国产“世界”号火箭在21日的首次发射中未能成功将搭载的卫星送入轨道,让韩国上下一片哀叹。这也意味着韩国实现“独立发射实用型卫星”的努力遭到重大挫折。

只有在这样的时刻,早已习惯中国航天重大发射任务100%完成率的我们才突然意识到,原来航天发射真不是一般国家能搞得定的。回想50多年前,中国长征一号运载火箭首次发射就成功将东方红一号卫星送入轨道,那才真是YYDS。韩国媒体对这次发射失利的报道言归正传,这次韩国方面的确对“世界”号充满期待,它寄托了韩国对航天事业的太多渴望。或许正是因为这样的过度渴望,才导致韩国在运载火箭发展之路上屡次走上岔路。早在上世纪末,韩国就利用俄罗斯陷入经济困境的机会,引进俄罗斯技术发展本国的运载火箭,这就是韩国首型运载火箭“罗老”号。“罗老”号属于小型火箭,一级火箭发动机由俄罗斯提供,二级火箭采用韩国自行研制的固体发动机。但韩国企图在航天领域一步登天的计划很快就遭到挫折,“罗老”号的前两次发射均以失败而告终,直到第三次发射才获得成功。但根据俄韩达成的协议,俄罗斯只为“罗老”号运载火箭提供3次发射机会,因此这种俄韩“混血”火箭就此告一段落。由于在“罗老”号火箭研制和发射过程中多次与俄罗斯方面扯皮,极大刺激了韩国发展全国产运载火箭的决心。事实上,在21日“世界”号首次发射之前,韩国媒体着重介绍的就是“从该火箭的设计、制作、试验、组装、认证等工作都由韩国研究人员完成。”那么“世界”号的技术水平究竟怎么样呢?按照韩国方面提供的数据,“世界”号火箭总重200吨,采用三级结构,全部使用液氧煤油发动机。第一级由4台KRE-075发动机组成,各自能产生735千牛的推力,比冲为298秒(真空)/261.7秒(海平面);第二级由单台75吨级KRE-075真空发动机组成,它能在真空中产生788千牛的推力,比冲为315.4秒;第三级由单台7吨级KRE-007 真空发动机提供动力,能在真空中产生68.7千牛的推力,比冲为325秒。总体而言,它可以将1.5吨重的人造卫星等载荷送入600-800公里的近地轨道。先拿大家熟悉的运载能力做个比较。当前发射最频繁的美国“猎鹰9”号运载火箭,同样使用液氧煤油发动机,近地轨道运载能力约10吨,在不考虑重复利用一级火箭的情况下,可将最多达22吨的有效载荷送到近地轨道。就拿中国长征七号来比较,它的近地轨道运载能力也有13.5吨。中国新一代火箭家族中还有最小的长征六号,一二级也是采用液氧煤油发动机,可以将约1吨的载荷送到700公里的太阳同步轨道。看起来和韩国“世界”号差不多?但长征六号总重只有100吨,仅相当于“世界”号的一半……或许有人说韩国火箭才刚起步,不能拿世界先进水平来比较。也对,那么这种200吨级起飞重量、1.5吨近地轨道运载能力的火箭大概相当于什么水平呢?上世纪70年代,中国研制的第一代液体运载火箭长征二号(注意不是现在用来发射神舟飞船的长征二号F火箭)总重190吨,近地轨道运载能力2.4吨,比“世界”号的性能还略微高那么一点点。考虑到韩国火箭已经使用了更先进的箭体材料和发动机技术,这就更凸显“世界”号在整体设计方面存在不足,或者未能克服某些重大技术问题。竖立在发射架上的“世界”号火箭如果细致评估“世界”号的技术参数,会发现它与世界主流水平的差距更大。除了推力之外,火箭发动机的比冲参数更能体现技术水平。原本就火箭发动机的燃料组合而言,“世界”号使用的“液氧+煤油”明显优于中国第二代和第三代长征火箭的“偏二甲肼+四氧化二氮”,这不仅是因为前者燃烧时的污染少,而且比冲也高得多。比冲用来衡量燃料燃烧产生的喷流速度,是评估火箭发动机最关键的指标之一。简单的说,“比冲越大,发动机越厉害”。因此全球都在发展更高比冲的组合燃料发动机,当前主流的“液氧+煤油”的比冲普遍超过300秒(真空),热门的“液氧+甲烷”在400秒以上,最昂贵的“液氧+液氢”甚至能超过500秒。应该说,韩国“世界”号在燃料组合的技术路线上没有选错。但实际性能就太难看了——KRE-075发动机的比冲为298秒(真空)/261.7秒(海平面)。作为对比,当今世界领先的俄罗斯RD-180液氧煤油发动机,比冲为338秒(真空)/311秒(海平面);中国用于新一代长征火箭的YF-100液氧煤油发动机,比冲为335秒(真空)/300秒(海平面)。土星五号火箭使用的F-1液氧煤油发动机KRE-075发动机在很大程度上决定了“世界”号的运载能力韩国KRE-075发动机处于什么技术水平呢?美国上世纪50年代为土星五号火箭开发的F-1液氧煤油发动机,比冲为304秒(真空)/263秒(海平面)。再考虑到F-1发动机的强大推力,韩国在火箭发动机领域的技术差距,恐怕都不只70年了……另一个可以作为对比的是,中国长征四号乙火箭使用的一级发动机比冲是289秒(真空)/259秒(海平面),这就意味着韩国国产液氧煤油发动机的比冲,仅与使用上一代“偏二甲肼+四氧化二氮”燃料组合的中国火箭发动机相当,韩国方面糟糕的设计完全浪费了液氧煤油的优势。或许,这也能从侧面证明“世界”号的确是完全由韩国自行研制的——其他航天大国估计已经找不出性能如此落后的液氧煤油发动机……顺路说一下,韩国运载火箭采用液氧煤油发动机,在一定程度上削弱了“世界”号的军事用途。运载火箭与洲际导弹的确在技术上有很多共通之处,当年美国、苏联、中国等都是先有洲际导弹,再在其基础上研制运载火箭。但老一代运载火箭使用常温储存的“偏二甲肼+四氧化二氮”燃料没问题,反过来让洲际导弹使用需要低温保存的“液氧+煤油”燃料组合,显然不符合战场需求,缺乏可行性。因此韩国成功发射“世界”号,最多只能说它验证了部分与远程/洲际导弹相关的技术,具备了自行发射军用卫星的能力,但并不能直接转化为洲际导弹。总而言之,别说这次“世界”号未能将卫星送入预定轨道,证明尚未完全掌握卫星发射的全套技术,即便发射取得成功,从技术角度看,它说破天也就是解决了“有没有”的问题,与当今世界主流运载火箭之间还隔着半个世纪以上的技术差距。韩国也有人意识到这个现实。根据韩国方面的计划,“世界”号当前最优先任务自然是保证发射成功,之后将对KRE-075发动机的性能进行升级,将推力增加到849千牛、比冲增加到315.4 秒(海平面),进而使“世界”号火箭的近地轨道有效载荷能力从1.5吨增加到2.8吨,尽力缩短与世界主流火箭的差距。

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