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航空海洋

蓝色起源BE-4火箭引擎交付 民间太空竞赛终於开始

来源:中国时报2022-12-02 12:02362

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火神火箭的2具引擎终于到位,它采用蓝色起源的BE-4引擎。(图/NASA)

SpaceX是目前最成功的民间太空企业,他们的猎鹰9火箭具有可回收的优势,而且成功率极高。不过,SpaceX要面临竞争了,蓝色起源公司(Blue Origin)终于在11月中旬交付了2具量产型BE-4火箭引擎,它也具有可回收使用的特性,一场太空商业竞赛正在开始。

在轨道太空发射真正商业化的竞赛中,最关键的技术当然是火箭引擎的开发,其中以两家公司最为积极,其一是马斯克(Elon Musk)的SpaceX,该公司的梅林火箭引擎(Merlin rocket engine)已经应用在猎鹰9号火箭上;另一型是更大推力的猛禽火箭引擎(Raptor rocket engine),预计应用在星舰火箭(Spaceship)上。而他等待许久的竞争对手,也就是贝佐斯(Jeff Bezos)的蓝色起源公司(Blue Origin),终于在不久前有成果了,他们的2具BE-4火箭引擎,已交付给了联合发射联盟(United Launch Alliance,ULA),预计安装在火神火箭(Vulcan rocket)上。

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测试中的BE-4引擎。(图/Blue Origin)

早在2016年,已故的美国资深参议员约翰马侃(John McCain)在质询美国空军时表示,「我完全无法接受,美国军方使用的擎天神5型火箭(Altas V)竟然是使用俄罗斯的RD-180火箭引擎;美国的火箭岂有使用俄国引擎的道理?我们不是没有人才与技术,就应该有自己的火箭引擎。」

在他的要求下,擎天神5型火箭不再制造,引擎也不再添购;取而代之的是「火神火箭」,该型火箭的引擎,则选用了蓝色起源的BE-4。

如今,俄罗斯入侵乌克兰后,俄罗斯为反制美国的经济制裁,下令不再提供美国RD-180火箭引擎做为报复。这一连串的变化,显示约翰马侃当年的要求,确实有先见之明。

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BE-4引擎原计划在2018年就开发完毕,却遇到种种问题,最大的考验是燃料。与其他太空火箭使用航空煤油,或是液态氢不同,BE-4是首款采用甲烷为燃料的火箭引擎,这是为了在低油门设置下,实现清洁燃烧特性而做出的选择,然而,这样的技术以前只存在于理论上,这是该型火箭引擎延迟多年的原因。

虽然研发迟到,但是单具BE-4的推力就达到55万磅,是Space X梅林引擎的2倍,也比开发中的猛禽引擎40万磅推力略高,这使得它在未来极具竞争优势。再加上它也设计为高度节流,推力可以从5万~55万之间调节,这是回收助推器软着陆所必需的。事实上,蓝色起源早有研发大型可回收火箭的计划,也就是「新葛伦火箭」(New Glenn)。新葛伦火箭是一种直径7公尺,高度98公尺的大型火箭,由于引擎延迟,它目前仍然没有预计发射日,但是只要BE-4引擎在火神火箭身上表现良好,就有助于新葛伦火箭的研发。

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