务实进取 务实进取步步为赢
时间：2019-05-12 03:22:19 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
欧洲航天运输系统起源于20世纪60年代法国和英国的运载火箭。法国在探空火箭和导弹的基础上研制成功“钻石”系列运载火箭，英国研制了“黑箭”和“蓝光”运载火箭，使法国和英国成为世界上第三和第六个用自制运载火箭成功发射本国卫星的国家。为了使欧洲拥有自己的大型运载火箭，法国、英国、西德、意大利、比利时、荷兰和澳大利亚在1962年3月组建了欧洲运载火箭发展组织，研制“欧洲”号系列运载火箭，但“欧洲”1号和2号运载火箭在1968年至1971年4次发射卫星均遭失败，研制计划被迫于1972年中止。
1973年，法国联合西欧10国在“欧洲”号和“钻石”号火箭的基础上研制“阿丽亚娜”（又称“阿里安”）火箭。1975年，欧洲运载火箭发展组织和欧洲空间研究组织合并，组成欧洲空间局（ESA，简称欧空局）。“阿丽亚娜”火箭的研制转至欧空局管理。“阿丽亚娜”火箭通过改善性能、加长推进剂贮箱、捆绑固体或液体助推器，增加捆绑助推器数量等措施，从“阿丽亚娜”-1型稳步发展到2型、3型和4型，使运载能力提高约4倍，可以满足单星、双星甚至多星的发射需要。与前4个型号不同，“阿丽亚娜”-5型是全新的、第一个投入使用的大直径、大推力运载火箭，是欧空局现今主力运载火箭，地球同步转移轨道（GTO）的运载能力可达到6.9吨。“阿丽亚娜”-5型采用了很多新技术，包括：大直径芯级（5米）加捆绑固体助推器，减少了级数，简化了结构，提高了可靠性；并且研制出大推力氢氧火箭发动机，提高了运载能力；还采用了多种措施降低发射成本。
大型为主中小型为辅
进入上世纪90年代，随着卫星质量的不断增加，商业发射市场的竞争更加剧烈，大多数国家都开始进行降低成本的改进计划。欧空局也推出了一系列改进计划，以提高运载火箭的性能，满足商业发射的需要，形成了包括“阿丽亚娜”-5G／5ES ／5ECA等型号的“阿丽亚娜”-5系列，地球同步转移轨道的运载能力将达到10.5吨，目前在役的主要有“阿丽亚娜”-5ECA和5ES两种型号。这两种型号的主要区别在于上面级的不同，前者采用可储存推进剂上面级，后者采用低温上面级。“阿丽亚娜”-5ECA主要用于发射地球同步转移轨道卫星，其单星运载能力为10.5吨。“阿丽亚娜”-5ES火箭主要用于发射欧洲货运飞船（ATV），还可执行“伽利略”导航卫星星座任务，近地轨道运载能力达到21吨。从1996年6月“阿丽亚娜”-5首次飞行失败，至今共进行了61次飞行，失败2次，部分成功2次，完全成功率为93.4%。“阿丽亚娜”系列火箭的成功，是欧洲联合自强的丰硕结果，为欧洲赢得了良好的声誉，大大提高了欧洲运载火箭在国际航天发射市场中的地位。
与此同时，欧洲也在积极发展中小型运载火箭，与俄罗斯合作研制“联盟”ST运载火箭和由意大利牵头研制的“织女星”小型运载火箭均已成功投入使用，有效地补充了“阿丽亚娜”运载火箭在中低地球轨道有效载荷发射方面的空缺。“联盟”ST火箭从普列谢茨克和拜科努尔发射场发射时又被称为“联盟”-2型火箭。与拜科努尔和普列谢茨克发射场相比，“联盟”ST火箭从库鲁发射的运载能力更大，近地轨道运载（LEO）能力可达到9～9.2吨。从库鲁发射“联盟”号火箭项目基于2003年11月俄法两国签署的政府间协议，项目总成本3.44亿欧元。根据合同，欧洲公司提供基础设施，俄罗斯负责技术系统组装以及“联盟”号火箭的生产。“联盟”ST火箭已于2011年10月成功完成首飞任务。“织女星”运载火箭主要用于发射政府和商用小型有效载荷，可将质量为300～2 500千克的有效载荷送入极地轨道和近地轨道，于2012年2月13日成功投入使用。此后每年计划发射2～6枚，平均4枚，两次发射之间的时间间隔约1个月。
未来的路
欧洲在可重复使用运载器开发方面也曾研究过多种方案，如“使神”号、“霍托尔”和“森格尔”，但都因技术和经费的原因先后终止。从1994年起，欧空局先后开展了未来欧洲航天运输研究计划和未来运载技术计划，目前正在开展未来运载器准备计划（FLPP），目的是研制下一代航天运载器，并在运载器关键技术方面寻求突破。该计划最初目标是要研制欧洲的可重复使用运载器（RLV），在备选方案中，目前已经将单级入轨方案和利用吸气式推进系统（如超燃冲压发动机）的方案排除在外，重点发展以火箭发动机为动力的两级入轨方案。欧洲研制RLV的目的与美国不同，更多的是考虑满足商业发射需求，即着眼于发射系统的低成本和高可靠性。鉴于美国在RLV的研制方面也不顺利，于是在2008年11月举行的欧空局部长级会议上并未提出RLV方案，而是决定研制具有更大运载能力的“阿丽亚娜”-5ECB（现改为“阿丽亚娜”-5ME）火箭。按照预定计划，欧空局将在2013年决策研制下一代运载器，而一次性使用运载火箭（ELV）和RLV都在考虑范围之内。
欧洲目前考虑下一代运载器将采用全新的下面级（固体推进或液氧/液氢、液氧/甲烷液体推进），上面级采用“芬奇”氢氧发动机（真空推力180千牛）。该火箭将满足远期发射需求。为提供重型近地轨道运载能力，可以采用加装通用芯级助推器的方式实现。作为长远规划的一部分，这些芯级助推器将是可重复使用的。目前所有关于下一代航天运载器的关键技术攻关和演示验证都纳入了“未来运载器准备计划”的工作范围。欧空局计划在2020年将下一代运载器投入使用。
成功的要素
纵观欧洲航天运输系统的演变可以看出，务实是欧洲一直秉承的设计理念，不盲目追求技术的先进性，而是更多的考虑满足发射需求，并着眼于发射系统的低成本和高可靠。通过对欧洲航天运输系统的发展研究，我们可以发现欧洲航天运载器发展的几大特点：
注重顶层规划，实施分步战略 在成功研制“阿丽亚娜”-1～4系列火箭后，欧空局于1987年开始研制全新的“阿丽亚娜”-5运载火箭（大型固体助推、大氢氧发动机），1998年成功投入使用，地球同步转移轨道运载能力达到6.9吨，使欧洲在运载能力和技术上占领了制高点（美国的“德尔它”-4和“宇宙神”-5都在2000年之后投入使用），保持了优势地位。随着小卫星发射需求的增多，欧洲开始于2000年研制“织女星”小型运载火箭，运载能力可覆盖0.3～2.5吨，基本可以满足实用型小卫星的发射需求。2003年，欧洲与俄罗斯成功开展了“联盟号-库鲁”发射项目，通过购买俄罗斯的“联盟”号火箭从库鲁发射场发射来覆盖中型有效载荷市场，进一步完善了其运载火箭型谱。由于研制一种新型火箭需要大量的资源及成本，因此从实用的角度出发，购买“联盟”号火箭是一种不错的选择。“联盟”号火箭运载能力适中、可靠性高、成本低、无毒无污染，符合国际环保要求，配合“弗雷盖特”上面级可增强任务的灵活性。另外，欧洲和俄罗斯在航天领域有着长期的合作基础，政治上能够互信，通过这次合作可实现俄罗斯技术和欧洲市场运作模式的有效结合，达到双赢局面。
广泛合作 航天项目的高投入性和高风险性使任何一个欧洲国家的航天企业都难以单枪匹马地运作，在一定程度上要靠欧盟间的合作和国际合作。欧空局自1975年成立以来，通过欧洲内部联合方式成功研制了“阿丽亚娜”系列火箭，为欧洲在国际商业发射市场上占据重要位置立下了汗马功劳。而近期完成首飞的“联盟”ST火箭项目和“织女星”火箭的研制也处处体现合作的重要性。前者是与俄罗斯开展的国际合作，后者是欧盟内部的多国联合研制，这两种火箭可作为“阿丽亚娜”-5大型运载火箭的有益补充。
特别是2007年5月22日，欧洲9个国家通过并发布了欧洲第一个航天政策，该政策明确指出，各欧盟成员国和欧空局应该将航天事业统一起来，为欧盟成员国之间未来的航天合作提供很好的协调机制，最大程度地发挥投资价值，避免重复研制，从而满足欧洲各国的共同需求。
在商业发射市场抢占重要地位 欧洲“阿丽亚娜”火箭自上世纪80年代投入商业发射以来，以其优良的性能深受用户青睐，曾一度占据50%的市场份额，为欧洲创造了大量收益。在过去十年（1998－2007），全球共进行了249次商业发射，其中美国、欧洲各进行了近70次商业发射，俄罗斯81次，其他由中国、日本、印度分享。由于欧洲火箭的发射绝大多数都是双星或多星发射，欧洲商业发射共获得74亿美元的收入，相当于俄罗斯（41亿美元）和美国（38亿美元）的收入之和。随着俄罗斯近年来航天发射次数的递增，欧洲在商业发射市场占据的份额有所降低，但其商业发射收入仍居世界首位。在2003－2007年间，欧洲在商业发射方面共收入24亿美元，位居第一，俄罗斯的商业收入比例有所增加，达到19亿美元，美国则只有10亿美元。
2010年，全球共进行22次商业发射，欧洲进行6次，将12颗商业卫星发射入轨。2011年，全球共进行19次商业发射，欧洲完成了6次共将17颗卫星送入地球轨道。据有关资料显示，目前在轨运行的商业卫星中有50%由“阿丽亚娜”火箭发射。
未来瞄准一次性运载火箭改进型 根据欧洲的未来运载器准备计划，在2020年以前欧洲将重点改进现有的“阿丽亚娜”-5一次性运载火箭。为获得更多市场份额，欧洲也制定了中期规划，可能利用“阿丽亚娜”-5和“织女星”火箭的组件，通过模块化组合形成新型一次性运载火箭系列，以满足不同运载能力的发射需求。作为远期目标，将在2013年决策研制下一代运载器。在可重复使用运载器难以满足大幅度降低成本目标的情况下，欧洲很可能研制新一代的一次性使用运载火箭，准备在2020－2025年投入使用。
欧洲也不会完全放弃可重复使用运载器的研制，这是未来运载器的发展方向，欧空局和工业企业会继续开展关键技术攻关和飞行演示验证。
发展载人航天运输系统 ATV的成功发射、与国际空间站对接并从空间站返回使欧洲掌握了无人货运飞船的飞行器设计技术、轨道转移技术和空间交会对接技术，使研制载人航天飞行器成为可能。欧空局已经在2008年11月召开的部长级会议上为载人航天项目拨款，为新型载人航天运输系统的研制提供了资金保障。欧洲的载人飞船将在ATV的基础上进行研制，使用ATV的综合导航系统，飞船的乘员舱在设计上能重复使用，将在再入大气层时与飞船主体分离，并在地面降落后用于其他飞行任务。为了保证宇航员的安全，还需要在ATV的基础上进行必要的重大改进，包括配备一个生命支持系统以及相应的火箭逃逸系统。此外，由于ATV是一次性使用的货运飞行器，其完成任务后将再入大气层烧毁，因此，欧空局还需要研制相应的热防护系统来保护宇航员安全再入大气层并返回地球。该飞船将具备运送人员进入国际空间站和登陆月球的能力。对于发射飞船所使用的“阿丽亚娜”-5火箭，欧空局还需减小其起飞时的振动以保证宇航员的生命安全。
责任编辑：兆然
