跻身太空俱乐部？西班牙发射首枚商业火箭

近日，在世界航天领域少有听闻的西班牙突然冒出一个新闻，其太空初创企业航空航天运载公司成功完成了缪拉1号亚轨道火箭的首次飞行。这是西班牙第一枚商业火箭，也是欧洲第一个将可重复使用火箭送入轨道的私营项目。

终获成功的飞行

缪拉1号亚轨道火箭是一种单级火箭，其命名源于西班牙的一种公牛品种。该火箭是计划在2年后推出的商用运载火箭的缩小版本，火箭高度为12.5米，直径为0.7米，可以在亚轨道飞行时携带约100公斤的有效载荷。火箭主发动机为2台挤压式再生冷却发动机，名为TEPREL-B，使用液氧煤油推进剂。该火箭应用了双方向推力矢量控制系统，用于在飞行过程中的俯仰和偏航控制，火箭还使用了冷气推力器姿控动力系统。

缪拉1号火箭的回收作业

缪拉1号火箭整体呈串联构型，最上方是一个可以装载有效载荷的不可拆卸鼻锥。下面是航天电子设备舱，里面有火箭的机载计算机和有效载荷监控系统。航天电子设备舱正下方是复合材料压力容器，储存用于增压的氦气和用于姿态控制的氮气。姿态控制推力器也在这个位置。再往下分别是火箭的液氧贮箱和煤油贮箱，液氧通过煤油贮箱侧面的2条管路输送到发动机。火箭尾部是主发动机和降落伞回收装置。

缪拉1号亚轨道火箭在其首次任务中携带了有效载荷。这是德国应用空间技术和微重力中心的一项试验，该试验载荷用于研究飞行过程中的微重力条件。

在此次任务中，火箭从海滩边25米高的悬崖上顺利点火起飞，向上直线飞行约30秒后向南转弯飞行。火箭在飞行1分钟后达到音速，在2分半左右关闭一级发动机开始惯性飞行。火箭在加的斯湾上空持续飞行了306秒，达到了距离地面46公里的飞行轨道最高点。之后火箭开始再入和回收动作，使用姿控推力器使头部朝前再入。进入大气层后，减速降落伞打开，减缓火箭的下降速度，然后主降落伞打开。火箭最终在主降落伞的帮助下溅落，发射当天火箭就被自由6号救援船成功回收。

尽管西班牙航空航天运载公司宣称这次飞行取得成功，实现了与其性能相关的所有技术目标，但火箭飞行实际到达的高度要比原计划低。该任务原计划持续12分钟，最高到达地球表面上方80公里的高度。

事后，此次任务的发射总监劳尔·托雷斯在社交媒体上解释，公司出于“安全原因”改变了弹道，降低了远地点高度，以减小万一火箭发生故障而产生影响的区域范围。

缪拉1号火箭此前还经历了2次不成功的发射尝试。一次是在今年5月31日，火箭由于高空出现强风而不得不中止发射。另一次是在今年6月16日，火箭在升空前0.2秒自动中止。事后的调查表明，连接火箭电子设备舱和发射塔的脐带电缆的释放时间比原计划晚了0.1秒，在火箭一级发动机点火后，致使地面软件判定脐带电缆没有断开，因而触发飞行中止，对发动机进行了关闭处理。

长远的研制计划

航空航天运载公司于2011年在西班牙埃尔切成立，目前拥有150名员工，已获得6500万欧元投资，目标是建造西班牙第一枚商业火箭。为此，航空航天运载公司的研发分两步进行。第一步是开发可重复使用的亚轨道火箭“缪拉1号”，实现火箭入轨；第二步是在“缪拉1号”的基础上，进行“缪拉5号”的设计、开发和试飞。

航空航天运载公司现在的计划是在发射2次“缪拉1号”后，就开始发射更大的缪拉5号火箭。这意味着“缪拉1号”的发射及回收只用于火箭测试，以便工程师尽可能多地收集数据。该公司在6月底表示，将把下一次发射尝试至少推迟到9月，以遵守西班牙防止野火法律的限制。事实上，第三枚火箭“缪拉1号”SN3也在埃尔切总部进行制造，但只有在公司认为“缪拉5号”需要额外的飞行数据时才会发射。

“缪拉5号”为长度达36米的两级运载火箭，可运载1080公斤的有效载荷到达距离地面300公里、倾角9.1°的圆形轨道，或者运载540公斤的有效载荷到达距离地面500公里高的圆形太阳同步轨道。“缪拉5号”性能略低于其他类似的小型火箭，例如萤火虫公司的阿尔法火箭、奥格斯堡火箭工厂的RFA One火箭。

“缪拉5号”一级设计为可重复使用，将使用5台TEPREL-C发动机作为动力，总推力达950千牛；二级采用真空版TEPREL-C发动机。用于“缪拉5号”的TEPREL-C发动机已经于今年夏天，基于TEPREL-B发动机进行研发，发动机采用燃气发生器循环。航空航天运载公司还在开发一种太空拖船，可安装在火箭二子级上，负责将有效载荷运送到不同轨道。

缪拉5号火箭将从法属圭亚那的库鲁发射场发射。航空航天运载公司计划在2024年第四季度发射缪拉5号火箭，并计划在2025年进行第二次试飞。缪拉1号火箭将为“缪拉5号”验证包括全部飞行控制系统在内的70%的设计和技术。

契合的航天雄心

“缪拉1号”的成功发射和回收只是万里长征第一步。据航空航天运载公司预计，要达到能够实现商业目标的最终版本，需要1.25亿欧元的投资。目前的6500万欧元还远远不够。

航空航天运载公司已经与西班牙瓦伦西亚大区阿利坎特省埃尔切政府签署了协议，将投资8500万欧元在当地建造一座新工厂，用以制造航天器并扩大测试实验室。同时双方签署了实体协议，航空航天运载公司收购该市PGOU的TO-4部门。这将为当地创造325个高素质的就业机会。

本次发射虽然仅仅是一次亚轨道发射，而且距离其原先的高度目标还有一段距离，但这标志着西班牙在太空探索道路，尤其是可回收火箭方面迈出了历史性的一步。

近年来，西班牙这个世界航天非传统强国逐渐显露出对于太空领域的雄心壮志。西班牙于2022年将拥有83年历史的空军更名为空天军，名字上的一字之差，意味着西班牙将加强在太空领域的战略地位和军事能力。

作为欧空局的17个成员国之一，西班牙近年来在自主航天领域动作频频。2021年，西班牙成立太空监视作战中心，主要任务是监视和了解太空情况，为西班牙武装部队提供服务和支持。2022年6月，西班牙首相桑切斯公开宣布，计划于2023年初成立西班牙航天局，强化太空领域布局。

这次成功发射不仅标志着西班牙在太空领域取得了重大进展，还为欧洲提供了新的太空发射能力。欧洲此前主要依赖阿里安5等火箭进行太空发射，但是一系列因素导致欧洲近期火箭发射停滞，维珍轨道公司今年早些时候尝试从英国发射火箭，也惨遭失败。

欧空局为了满足小型有效载荷的发射需求，计划于2024年第四季度之前恢复织女星C火箭的服务。与此同时，欧空局也在积极寻求私营航天的加入。德国伊萨尔航空航天公司和奥格斯堡火箭工厂正在开发飞行器，预计将于明年进行首次发射。在英国，Orbex公司和Skyrora公司也在研究小型运载火箭，但首次发射的具体日期尚未确定。

西班牙的这次成功发射将激发更多私人公司的兴趣，推动太空领域的创新和发展，为未来的太空探索铺平道路。（作者：于远航 图片来源：航空航天运载公司 把关专家：中国航天科技集团科技委副主任 江帆）