前沿技术｜气球发射火箭或将迎来发展热潮

近日有报道称，美国一家宇航公司正在研究一种新系统，拟从高空气球上发射火箭，向太空投放小卫星。这种火箭发射方式受到外界关注。

使用空中平台发射火箭的做法并不少见，但以往主要以飞机为载体。美国轨道科技公司的飞马座火箭是目前世界上唯一投入使用的空射运载火箭，该火箭以洛-马公司L-1011客机为载体，被带到12千米高空后发射，已成功将多枚卫星送入轨道。另外，美国斯特拉托发射系统公司的“大鹏”空射项目，也计划用世界最大双体飞机（两个机身、6个引擎、翼展117米）携带火箭升空，在高空完成火箭点火、发射，脱离大气层后将卫星送入轨道。

气球发射方式是借助气球吊装火箭至高空后再发射，这一概念最早可追溯到1949年。当时，一群天体物理学家提出用气球发射火箭的方法，以减少火箭在大气层中消耗燃料，但由于技术所限，这种方法不被看好。此后很长一段时间，由于高空气球载荷能力不足，气球发射很少被使用。近年来随着小型卫星发射任务增多，这一方式重新受到关注。

与普通飞机作载体相比，气球发射具备独特优势。一方面，使用气球发射成本更低。气球由地面供给能源，采用常规电力，不需要携带燃料，可大大节约能源成本，使用成本仅有飞机的5%，能耗降低约30%，综合费效比更高。另一方面，气球能达到更高高度。研究表明，在空气稀薄的高空发射火箭，可有效降低空气阻力和重力损失，且能让发动机喷管在最优条件下工作，进而将载荷入轨所需速度增量降低8%。此外，高空低温环境还降低了对火箭防热系统的要求。2017年3月，西班牙一家公司利用气球将一枚火箭送至25千米高空后进行发射，顺利实现火箭分离、点火，并在海上完成回收。相比之下，普通飞机则很难达到这一发射高度。

据报道，这家宇航公司正在研制的自主式高空气球代号“雷古勒斯”，计划可重复使用100次。气球上配备多台推力器保持稳定和指向，并装有专门发射三级火箭的滑轨系统。其火箭可将重量33千克的小型卫星送入太阳同步轨道，或将质量更大一点的载荷送入椭圆轨道。另外,该公司还打算利用“雷古勒斯”和一款3米长火箭开展亚轨道发射任务，将100千克以上小型卫星送到400千米高度。“雷古勒斯”采用卡车作为发射平台，具备机动发射能力。未来随着小型卫星发射任务增多，这一新发射方式预计将迎来发展热潮。

来源：中国国防报 作者：兰顺正

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