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美前国防部副部长:空间发射是国家安全的优先事项

时间:2017年12月27日 信息来源:SpaceNews 点击: 【字体:

本文摘译自SpaceNews评论文章Space launch is a national security priority。

美国前国防部副部长保罗·卡明斯基(Paul Kaminski)在SpaceX和Blue Origin时代谈论“保证进入太空”政策。


美国依靠国家安全空间(NSS)系统来遏制侵略,必要时还要打赢国家战争。空间系统可及时提供导弹发射、精确导航授时、安全通信服务、重要情报获取和其他服务。多年来,太空已经成为美国的一个明显而独特的力量倍增器,我们对其的依赖已显著增长,这一点在1991年的海湾战争中已非常明显。

 

由于这种严重的依赖性,几十年来“保证进入太空”一直是一项重要的政策。该政策意味着美国能够在必要时刻发射有效载荷到各种轨道上,并且必须至少有两种不同的火箭系列,以确保能够减轻发射失败的影响。

 

“保证进入太空”政策是过去发射失败的直接结果。1985年和1986年的NSS发射失败导致了极为惨重的有效载荷损失。1986年1月挑战者号的失败,导致了宇航员的牺牲,并对美国载人航天计划产生了深远影响。这三次失败的最终结果是:在一段较长的时间内(30个月),美国未进行NSS发射,很多NASA有效载荷的发射也被搁置。由于事故发生和相关发射减少,人们逐渐形成了一种“再也不能把国家放在这个位置上”的心理。因此,80年代后期采取了“保证进入太空”政策,并得到了所有主管部门的一再肯定。


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“挑战者号”航天飞机发射升空仅73秒后发生爆炸


美国大型运载火箭系列——“大力神”(Titan),“宇宙神”(Atlas)和“德尔他”(Delta)火箭均由洲际弹道导弹发展而来,这意味着美国太空时代的黎明到来。美国空军于1995年发起了“渐进一次性运载火箭”(EELV)项目,目的在于提高已有系统的可靠性,降低空间发射成本。关于第一个目标,EELV项目已经有超过100次发射成功——这是迄今为止大型发射系统不可想象的成功率。这种可靠性的一个关键推动因素是执行应用认证和质量控制流程,强调对部件和程序进行全面审查和深入了解,以确保发射准备就绪和高可靠性。至于第二个目标,EELV项目的发射成本明显低于以往的系统,但仍然非常昂贵。

 

现在我们正处于关键时期。宇宙神-5依靠高性能和相对便宜的俄罗斯RD-180发动机,但由于目前与俄罗斯的关系紧张,这个引擎的长期使用已被国会排除在外。而德尔他运载火箭是目前最大的NSS有效载荷的唯一发射系统,但发射成本非常高。因此,美国发射系统正因为成本太高而变得过时,而且还受到国会强制禁止使用俄罗斯发动机的限制。



幸运的是,发射市场的部分企业和新进入者进行了一系列创新,提供了从根本上改变市场的潜力。它们包括太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰”(Falcon)系列火箭,蓝色起源公司(Blue Origin)的“新格伦”(New Glenn)火箭,联合发射联盟(ULA)的“火神”(Vulcan)火箭和轨道ATK(Orbital-ATK)的“下一代发射”(NGL)系统。



为了应对挑战并实现创新,使自身具备能力提供所需要的发射服务,美国空军提出了建立在四个核心要素上的发射战略:

 

1. 性能和可靠性

必须通过应用认证和质量控制流程来确保可靠性,并保证所需的启动准备度和高可靠性。NSS的性能要求和可靠性要求通常要高于商业发射的要求(就像NASA对载人发射的特殊需求一样),因为有可能损失复杂的国家安全有效载荷,其替换成本远远超过发射成本。美国空军必须进行调整,在现有的认证和控制程序内进行商业发射。发射提供商必须愿意定制商业发射以满足NSS的需求。美国有一个非常成功的先例,即“民航储备空运机队”(CRAF),该项目设立于20世纪50年代,至今仍在继续。民航储备空运机队使我们能够在国家紧急情况下通过认证和租赁商用飞机来开发规模经济,以补充军事空中舰队和满足关键需求。空军应该在“发射服务协议”(LSA)中为商业航天发射供应商采用类似的方法。在这些协议中,供应商将获得认证费用,并调整其最佳商业发射以满足NSS发射需求。

 

2. 鲁棒性和适应性

在美国对太空严重依赖的情况下,为了应对日益增长的针对关键空间系统的攻击性威胁,我们需要增强发射的鲁棒性和适应性,以便在需要时将有效载荷发射到所需的轨道上。小型运载火箭发射市场的出现和新的小型运载火箭发射能力可以为国家提供新的机会。

 

3. 创新

为了与时俱进并满足未来的需求,空军需要鼓励创新和商业发展,并在需要解决NSS发射新需求时争取政府资金。

 

4. 竞争

最后,空军应利用竞争环境来维持至少两个可行的发射服务提供商,要求其提供必要的增强能力和可靠性,以满足未来的发射需求并控制成本。


(作者:佚名)
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