Vulcan Centaur火箭将执行首个美国太空军任务，标志航天发射技术新纪元

2024 年末或 2025 年初，联合发射联盟 (ULA) 的 Vulcan Centaur 火箭将执行国家安全太空发射合同规定的二十多个美国太空军任务中的首次任务。

ULA火神火箭开发和先进项目高级副总裁马克·佩勒最近告诉 Space.com：“这真是太令人兴奋了。我们已经将火箭堆放在佛罗里达州的 Cape，正在进行所有正常的发射前处理。”

Vulcan Centaur火箭将取代 ULA 的主力火箭Atlas V，后者自 2002 年以来一直在飞行。ULA 选择了蓝色起源的BE-4发动机为新火箭的第一级提供动力，而不是Atlas V 使用的俄罗斯制造的RD-180 。

“随着我们将业务从 Atlas 转向 Vulcan”，佩勒表示，“我组建的 Vulcan 开发团队将继续努力对 Vulcan 进行有计划的升级，以提高其性能和多功能性，并在竞争激烈的市场中满足客户不断变化的需求。”

Vulcan 的优势之一是发射成本较低，这归功于 ULA 所称的合理、模块化、自主返回技术（简称 SMART）。SMART 允许在发射后回收最昂贵的火箭部件，然后翻新以供重复使用。“火箭的大部分价值在于后端，其中包含发动机和许多其他关键系统，”佩勒说。

SMART 再利用利用非推进解决方案来回收发射后的后端。“我们使用与 NASA 共同开发的充气隔热罩，或称‘航空防护罩’，以帮助在发动机模块重新进入大气层时减慢其速度，”佩勒说。“在飞行的最后阶段，我们展开降落伞，然后它在海中轻轻溅落。”充气隔热罩保护着后端，充当救生筏，直到 ULA 团队将其回收。

除了私营企业客户外，NASA 还计划使用 Vulcan，但太空部队的 USSF-106 任务是下一个计划。

美国太空部队“确保进入太空”计划副项目执行官道格·彭特科斯特上校在一封电子邮件声明中表示：“火神半人马座发射系统从其基本配置中带来了广泛的性能能力和技术创新。”“随着火神半人马座发射系统的发射，我们已经完成了从俄罗斯发动机的过渡，现在有了单芯火箭，可以将其送入要求更高的轨道。”

以甲烷为燃料的 Vulcan 现已执行了两次认证任务，这是执行太空军任务的必要条件。虽然从 ULA 的角度来看这两次任务都是成功的，但并非没有问题。

Vulcan 的首飞名为Cert-1，于 2024 年 1 月 8 日从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射。火箭搭载了由匹兹堡 Astrobotic 公司制造的Peregrine 月球着陆器。

Peregrine 的货单上有来自 20 位客户的各种太空运输物品，例如 NASA 的激光阵列、一群微型机器人、实物比特币，甚至还有一块珠穆朗玛峰，该公司的目标是实现美国首次私人资助的登月计划。

Vulcan Centaur 表现良好。但 Peregrine 表现不佳：由于氦气压力控制阀故障导致推进剂泄漏，月球着陆器未能到达月球；它在太空中漂流了 10 天，然后被引导到地球大气层中进行受控销毁。

Vulcan 的第二次认证任务于 10 月 4 日发射，同样是从卡纳维拉尔角太空军基地发射的。与 Vulcan 的首航不同，这次任务没有付费客户。

虽然最初计划发射 Sierra Space 的 Dream Chaser，但机器人太空飞机未能及时准备就绪，因此 Vulcan 升空并携带实验和仪器，以便 ULA 评估火箭的性能。ULA 首席执行官 Tory Bruno 估计，此次发射的成本高达“数千万美元”。

10 月 4 日升空后不到一分钟，其中一个固体火箭助推器 (SRB) 出现异常，导致火箭略微偏航，随后主发动机迅速纠正航向，使 Vulcan 能够按计划完成飞行。“火箭能够补偿它并飞过它，”Peller 谈到 SRB 异常时说。

“这对性能的影响微乎其微，”他补充道。“事实证明，这辆车非常坚固。”

ULA 仍在调查事情的经过。“我们根据发动机的一些部件取得了很大进展——从喷嘴中回收的碎片，”佩勒说。“这提供了宝贵的物证。”

完成两次飞行后，Vulcan 的最后认证阶段正在进行中。“政府已获得所有最终数据，正在尽职尽责地完成正式认证程序，以便我们能够继续飞行 SF-106，”佩勒说。

从全球层面来看，航天飞行仍在迅速变化。2024年出现了一系列新的发展，可能会改变未来几年该行业的发展方向。

例如，今年 1 月，休斯顿的 Venus Aerospace 与 NASA 合作测试了旋转爆震火箭发动机 (RDRE)，这可能会彻底改变内燃机的推进能力。今年 5 月，印度国家航天局印度空间研究组织 (ISRO)成功测试了使用增材制造或 3D 打印制造的液体燃料火箭发动机。SpaceX 继续推进火箭的可重复使用性，最近用发射塔的“筷子”臂“接住”了其星际飞船超重型助推器。

随着我们进入 2020 年代，航天业变得越来越重要。科学、军事和商业利益都依赖于日益私人资助的发射业，让我们更接近星空。