百噸貨物1小時全球送達！美軍“腦洞大開”的火箭貨運是否可行？

*一、*美國空軍加大火箭貨運項目扶持力度

美國空軍在前不久公佈的2022財年預算申請明確提出了“火箭貨運”項目，在2022財年預算需求中申請4790萬美元，相比2021財年的973萬美元大幅增加，明顯加大了技術研發的扶持力度。美國空軍計劃將所申請的經費用於演示初始單程運輸能力，使用商業火箭向條件簡陋的地點進行運輸，以驗證這一概念的可行性，具體要求包括：運載能力達到100噸級，兼顧載貨和載人能力；在一小時內抵達全球任何地點；火箭完全可重複使用；可在多種非常規條件下降落和作業；載貨艙能夠迅速裝卸；可再入大氣層後空投貨物。火箭貨運有望開闢嶄新的軍事運輸方式，極大提升戰略運輸的效率，從而為未來軍事對抗帶來新的顯著變化。據悉，將有多家航空航天企業進入美國空軍的候選承擔名單，但是顯而易見的是，SpaceX一定在候選名單的前列，而且目前來看，星艦也是最有可能甚至唯一有可能實現這一宏大概念的項目。

*二、*星艦計劃概述

星艦運輸系統最早由SpaceX在2016年9月正式提出，經過多次方案迭代優化，目前方案採用兩級構型，由一級超重和二級星艦組成，全長約120米，箭體直徑約9米，起飛總重約5000噸，運載能力可達到100噸。一級超重安裝31台猛禽液氧/甲烷發動機，採用與獵鷹-9火箭相似的垂直回收方式；二級星艦安裝6台猛禽液氧/甲烷發動機，其中包括3台海平面版和3台真空版發動機，可在離軌後利用升力式氣動減速和發動機制動實現垂直軟着陸。因此，星艦運輸系統具有完全重複使用的能力。

SpaceX從2018年開始直至今日，先後研製14型試樣樣機並持續開展試飛工作，秉持着快速迭代、不斷試錯的原則，星艦的研製歷程可謂“屢戰屢敗、屢敗屢戰”，從最早的原型機MK1，到後來的SN-1~SN-4，再到SN-5和SN-6實現150米彈射測試成功，再到SN-8~SN-12持續遭遇落地時爆炸的難題，終於在今年5月，SN-15順利完成亞軌道試飛，並安全返回地面，標誌着星艦研製取得里程碑式進展，為星艦實現入軌飛行奠定了重要基礎。正是憑藉着星艦的快速進展，在今年早些時候，SpaceX計劃擊敗強勁競爭對手，使得星艦成為NASA載人登月計劃載人登陸器的唯一中標項目，中標金額為29.8億美元，這標誌着星艦計劃正式獲得美國官方重大立項支持。

*三、*星艦計劃與火箭貨運

（一）發展歷程

其實這不是美軍第一次提出“火箭貨運”的概念，早在美蘇太空爭霸期間，美國的麥道飛機公司曾提出過Ithacus單級入軌火箭構想，高約60米，載重約130噸貨物或1200名士兵，可在1小時內將士兵、裝備和物資運抵全球任意地點，從而降低對海外基地的依賴。Ithacus的小型化版本可裝載33.5噸貨物或260名士兵，以兩架一組的的形式部署到企業號核動力航母上，一架用於運輸人員，一架用於運輸貨物。但是受限於當時的技術能力與單次使用無法承受的高昂成本，過於超前的想法僅停留了在概念構想階段。

隨着SpaceX的SN-15星艦成功實現垂直軟着陸，標誌着航天運輸系統重複使用技術取得重大突破，“火箭貨運”的概念終於有望在不久的將來變成現實。

（二）優勢特點

相比於傳統航空運輸，星艦用於火箭貨運具有四個顯著的獨特優勢：一是運輸速度快，憑藉着軌道或亞軌道飛行，星艦隻需要不到1小時即可到達全球任意地點，相比之下，C-17跨越太平洋需要13個小時，星艦的運輸速度有本質上的提升，可滿足特殊情況下的應急所需；二是載荷能力強，星艦設計運載能力達到100噸，可一次運送兩輛M1坦克，具備快速戰略運輸的能力，超過C-17的77噸，達到與C-5相當的運載能力；三是對降落要求不高，星艦採用垂直降落回收，相比C-5和C-17，省去了跑道，美國空軍也要求具備在非常規地面降落的能力；四是使用靈活方便，由於80km~100km以上屬於各國公共的太空空間，針對響應速度要求高的任務，規避非法侵入他國領空的麻煩。

（三）軍事應用

憑藉着獨特的特點及優勢，星艦用於火箭貨運在快速響應運輸、應對突發事件、長期在軌駐留等方面具有廣闊的軍事應用前景。

*快速響應運輸：*若環太平洋等地區爆發高對抗戰爭，由於受到強大對手區域拒止力量的持續封鎖，傳統的C-17、C-5等空基運輸力量等因運輸時效和生存力問題難以抵近，美軍在前線基地有可能暫時失去常規海、陸、空運後勤補給能力，這時星艦裝載重達100噸前線急需的裝備和武器，在一小時內快速抵達、垂直着陸在美軍前沿基地，在無法安全着陸時也可直接空投貨物，從而起到高對抗條件下快速彌補作戰急需的關鍵作用。

突發事件應對：若全球某熱點地區發生政局動盪或人道主義災難時，本國公民的生命安全受到嚴重威脅，亟需與時間賽跑緊急開展救援行動，而傳統的空基、海軍應急手段因局勢不明或距離較遠無法迅速投入力量，星艦可快速抵達，在大使館附近着陸，運載人員或關鍵貨物迅速升空返回本土，也可在無法安全着陸時空投裝備和武器，為受困人員提供第一時間的救助，為後續營救行動贏得寶貴時間。

長期在軌駐留：憑藉未來太空加油技術發展，通過多次在軌加註燃料，星艦長期駐留太空成為可能，再加上強大的載荷能力，類似加強版的X-37B，星艦可提前預置各種對地、對空、對天等傳感器、武器載荷，甚至成為“軌道轟炸機”，在需要時可實施全球範圍內的部署，以快速應對急劇變化的局勢。

（四）風險與挑戰

不可忽視的是，目前火箭貨運技術尚處於探索階段，離真正應用還有很長一段距離，主要在安全、成本、應用等方面還存在着風險和挑戰。*首先，*最關鍵的是面向未來戰場環境，大型火箭在前線地區的生存力是存在的疑問的，尤其是再入大氣層和降落階段，滿載燃料的火箭就是敵方導彈和戰鬥機的理想攻擊目標，如何提高貨運火箭的生存能力、實現火箭的低可探測性是必須攻關的問題。再次，相比航空運輸而言，即便有重複使用技術的加持，火箭貨運的成本仍然是個潛在的隱患，雖然與之前的獵鷹-9和重型獵鷹火箭不同，星艦計劃計劃一級和二級都是可重複使用的，可進一步降低火箭使用成本，SpaceX計劃未來星艦的一次發射成本可降至200萬美元，即便如此，也遠高於C-17運送70噸貨物的成本54萬美元，更適用於要求快速響應的應急任務。*另外，*在體系化作戰中，如何使得貨運火箭融合當前美國空軍的作戰保障體系，包括快速響應任務規劃、貨物快速裝卸、發射/着陸場運用等，都需要不斷探索攻關。

*四、*未來展望

今年8月SpaceX即將進行星艦首次軌道飛行驗證，明年美國空軍也將正式授出火箭貨運的開發合同。以SpaceX的研發速度，也許在未來的幾年之內，我們就會看到從美國空軍租用的SpaceX星艦，從美國本土起飛，在一小時之內抵達美駐日軍事基地，而從星艦上卸下的貨物是2輛M1主戰坦克，或者200名全副武裝的士兵。（作者：張洪禮）