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高边疆之谋㉔|“凤凰”火箭屡败屡试,伊朗航天雄心未减

网络 2020-02-21


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2月9日,伊朗航天局在霍梅尼航天中心发射了一枚“凤凰”(Simorgh)运载火箭,计划将“胜利”遥感卫星送入距离地面550千米高度的近地轨道,但火箭没能达到入轨速度,发射最终功亏一篑。

伊朗国防部发言人侯赛尼对国家电视台称,火箭“成功”将卫星推入太空,不幸的是最后时刻未能达到入轨所需速度。侯赛尼表示,卫星走完了“90%的路”,到达了540公里的高度,专家将分析数据并纠正错误,以准备下一次发射。

“凤凰”火箭的前辈

这是“凤凰”号火箭的第四次发射,四次发射中三次失败,尤其是后三次发射遭遇连续失败,这对伊朗航天发展带来不少的冲击。

2009年2月2日,伊朗就使用“信使”火箭成功发射了一颗重25千克的卫星,成为世界具备独立发射卫星国家俱乐部的第九个成员。

虽然“信使”火箭让伊朗具备发射卫星的能力,但这种26吨重的“信使”火箭运载能力非常有限,从2011年、2012年和2015年的三次成功发射纪录看,即使是后来经过大幅度改进,也只能发射50千克级别的卫星。其实这并不奇怪,“信使”火箭是一种22米长、1.25米直径的二级液体火箭,第一级来自“流星”-3单级液体弹道导弹,第二级使用了R-27潜射导弹游机发展而来液体火箭发动机,这两种发动机技术都来自朝鲜。“流星”-3作为朝鲜“火星”-7导弹的翻版,仍然是放大的“飞毛腿”导弹,技术水平落后,因此,“信使”火箭的运载系数和运载能力自然不高。另外,即使是“信使”火箭的发射成功率也不算高,截至2019年的8次发射中成败各半,即使按伊朗的说法将首次归类为亚轨道测试,也只有62.5%的成功率。更重要的是,伊朗本来就遭受封锁,航天技术落后,几十千克的卫星性能太差,基本没有实用价值,总而言之“信使”火箭无法满足伊朗航天的发展需求。

朝鲜也曾有过类似设计火箭,此前研制的“大浦洞一号”(白头山一号)火箭更为简单粗暴,使用“火星”-7导弹做第一级,“飞毛腿”导弹作为第二级,可以看作是“信使”火箭的前身。朝鲜后来又研制了性能更好技术水平更高的“银河”系列运载火箭,“银河二号”成为朝鲜首个成功实现轨道发射的火箭,“银河二号”火箭使用了新的大推力液体火箭发动机,而且是四发并联设计。朝鲜突破大运力运载火箭技术后,伊朗也孕育出了“凤凰”(也称“信使二号”)火箭。

屡败屡试的“凤凰”

伊朗在2010年2月3日庆祝首颗人造地球卫星发射成功一周年的纪念活动中,首次对外公开了新型“凤凰”火箭的消息。根据伊朗媒体报道,“凤凰”火箭长度27米,起飞质量约85吨。与“信使”火箭相比,不仅尺寸和重量有了增加,总体设计也不相同。“凤凰”火箭采用了4发并联设计的第一级,直径2.4米,每台发动机大约有30吨推力,并联实现了约130吨的起飞推力,第二级使用了推力更大的1.5米直径,从而显著提高了运载能力。“凤凰”火箭早期型号可以将100千克的卫星送入500千米高度的轨道,升级后的“凤凰”火箭具备将700千克载荷送入1000千米高度轨道的能力,运载能力大幅提升。运力提升应该是发动机继续增推和增加了第三级的缘故,从目前的消息看,第三级发动机为小型固体发动机,这样的设计和朝鲜的“银河三号”火箭非常相似。

根据伊朗媒体的报道,本次发射中“凤凰”火箭的第一级和第二级表现正常,但卫星没能达到入轨速度,很显然是第三级的问题。“凤凰”火箭的第三级固体发动机名为saman 1,很可能由固体导弹技术衍生而来。虽然伊朗固体导弹在多次实战表现抢眼,比如今年报复攻击美军阿萨德空军基地的导弹命中精度不错,但伊朗的固体火箭技术还是比较薄弱。与导弹不同,航天发射对可靠性有更高的要求。“凤凰”火箭在2019年1月15日的发射中第三级已经出现了故障,第四次发射依然在第三级上折戟,这也说明伊朗还未真正掌握用于入轨的第三级火箭技术。

事实上,伊朗在较大推力的液体火箭发动机上都有欠火候,2017年7月27日航天发射中,“凤凰”火箭的第二级液体火箭发动机故障导致发射失败。从“信使”到“凤凰”火箭,伊朗航天发射接二连三的发射失败,一方面显示出他们技术水平存在短板,火箭状态相当不稳定,另一方面说明伊朗航天发展比较冒进,还未完全掌握入轨技术情况下,就提出载人航天、新运载火箭等计划。

伊朗的航天雄心

伊朗积极研制运载火箭,尤其是大型“凤凰”火箭的研制和试验很大程度上有军事方面的考量。根据联合国安理会第2231(2015)号决议,安理会促请伊朗不要进行任何涉及运载核武器的弹道导弹活动,包括使用弹道导弹技术进行的火箭发射,而“信使”和“凤凰”火箭恰恰都和液体弹道导弹技术密不可分。伊朗通过“凤凰”火箭的研制和发射,验证了大型多级液体火箭的研制能力,这些火箭必要时可以摇身一变成为液体远程乃至洲际导弹。这可以作为未来谈判的底牌,这在美国退出伊核协议的局势下更具价值。“凤凰”火箭的研制带来的技术提高,也有助于伊朗研制类似朝鲜“火星”-14那样的小型机动液体远程弹道导弹。

伊朗发展“凤凰”火箭在航天上也有着重大的意义,作为一个文明古国,伊朗航天雄心勃勃。火箭的运载能力有多大,航天的舞台就有多大,从“信使”火箭到“凤凰”火箭,运力大幅提升。此次发射的Zafar 1卫星重量113千克,据称配有相机分辨率可达80米,但在民用领域和军用领域都价值不大。随着伊朗航天技术的提高,尤其是外国先进电子技术的流入,如果未来伊朗100千克级别的遥感卫星可以实现5米级分辨率,那就有很大民用和军用价值。“凤凰”能把伊朗的火箭运载能力提高到300、700甚至1000千克,为伊朗航天带来更大的发展空间,一旦“凤凰”火箭能够稳定用于航天发射,伊朗卫星的重量也能得到大幅度提高,从而研制出真正的实用性遥感和通信卫星,米级甚至亚米级遥感卫星也不是遥不可及,这将极大提高伊朗的情报获取能力。

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