阿里安6首飛受挫，歐盟航天任重道遠_風聞

來源：中國航天報

北京時間7月10日3時00分，阿里安6火箭從法屬圭亞那庫魯發射場首飛。火箭芯一級和助推器表現正常，但芯二級完成部分載荷部署後，在第二次點火過程中，輔助動力裝置表現異常，導致芯二級姿態失穩，部分載荷未能成功部署。這次發射被外界視為部分成功。那麼，歐空局傾力10餘年打造的阿里安6火箭有何特點？為何其首飛會推遲多年？在競爭激烈的國際航天發射市場中，阿里安6火箭面臨怎樣的前景呢？

阿里安6火箭起飛瞬間

新箭不“新”

降本增效

阿里安6火箭的原始設計工作始於2010年。當時，俄羅斯成熟火箭與剛剛嶄露頭角的美國獵鷹9火箭在國際航天發射市場上對報價高昂的阿里安5火箭形成了威脅。為了提升競爭力，阿里安6火箭的設計思路是儘量降本增效，可以概括為“充分繼承+適當創新+大幅簡化”。

2015年，阿里安6火箭正式確立設計指標：發射成本相比阿里安5火箭接近減半，年均發射數從6～7次增加到11次以上。因此，其整體構型充分繼承了阿里安5火箭的成熟經驗，沿用固體助推器搭配高性能液氫液氧燃料芯級的思路，仍為兩級半構型，全箭整體高63米，芯級直徑為5.4米。

阿里安6火箭芯二級效果圖

為了適應不同的運力需求，阿里安6火箭的固體助推器數量由阿里安5火箭的2枚改為按需搭配：2枚助推器的A62構型起飛質量為530噸，4枚助推器的A64構型則為860噸。

本次首飛的A62構型配備2枚P120固體助推器，同步轉移軌道運力為4.5噸，近地軌道運力為10.3噸。為了降低首飛風險，A62構型沒攜帶高價值載荷，僅搭載了8顆小衞星、5個科學實驗載荷和2個試驗性返回艙。

而A64構型主要用於發射高軌大質量商業衞星，設計同步轉移軌道運力達11.5噸，預計近地軌道運力為21.6噸，繼承了阿里安5火箭的一箭雙星模式，可以同時將2顆5噸級主流通信衞星送入高軌道。

通過對比可知，阿里安6火箭即便按計劃在2020年首飛，也未提升歐空局的入軌發射能力：A64構型的高軌運力相比阿里安5火箭ECA構型，可謂“原地踏步”；A62構型的運力相比阿里安5火箭的常温兩級構型更是不升反降，主要目的是填補無法繼續利用俄製聯盟火箭的歐空局發射運力“空白”。

阿里安6火箭芯一級配備的“火神2.1”發動機是阿里安5火箭的“火神2”發動機的簡化版本，通過將工藝複雜的管束式噴管改為激光焊接的通道壁噴管，輔以3D打印技術，有效降低了製造成本。

相比阿里安5火箭，阿里安6火箭的芯二級也進行了簡化，取消了常温第二級，僅保留了單台“芬奇”發動機。作為歐空局首款膨脹循環氫氧發動機。由於採用延伸噴管，“芬奇”的比衝達到465秒，推力高達180千牛，支持最多5次啓動，可以減少發動機數量，從而降低成本。此外，“芬奇”支持阿里安6火箭芯二級執行低軌任務後主動離軌，或者執行高軌任務後進入墓地軌道，減少產生太空碎片。在首飛中，芯二級因後續點火失敗，未能按計劃離軌。

至於P120固體助推器，既是阿里安5火箭的P80助推器升級版，又是歐空局織女星-C中型火箭的芯一級，生產設備基本通用，同樣有利於降本增效。

無緣複用

進度拖沓

2017年3月，隨着美國獵鷹9火箭首次成功發射回收翻修後的芯一級，複用火箭時代拉開帷幕。在此之前，2016年8月，阿里安6火箭正式凍結設計，基本上不具備改為可回收複用設計的可能性。

阿里安6火箭首飛使用A62構型

有意思的是，外界回顧那時候的公開信息可知，歐空局雖然一直持續關注和研究可回收複用火箭，但當時仍然認定“火箭回收複用不能有效降低發射成本”。因此，阿里安6火箭的降本增效思路是繼承成熟技術，捨棄成本較高的工藝，甚至犧牲部分運力指標，廣泛採用增材製造等方法，同時規劃提高發射數量，縮短髮射間隔週期，加上官方補貼，爭取進一步降低發射成本，提升國際競爭力。

事實上，歐空局這種觀念並非獨有的，對一次性火箭進行簡化重組以降本增效是近年來多國發展新一代火箭的共識，包括日本H-3火箭、美國SLS重型火箭、俄羅斯聯盟-5火箭等。不過，面對可回收複用火箭的衝擊，這類一次性火箭的商業競爭力並不樂觀。

根據初期規劃，阿里安6火箭A62構型的發射成本預計為8200萬美元，A64構型的成本更高。而獵鷹9火箭的最新發射報價接近7000萬美元，複用芯一級或“拼車”發射模式的報價更低，外界估計其發射成本很可能已降低至2000萬美元級別。再考慮到獵鷹9火箭履約快、可靠性高，即使歐空局計劃對阿里安6火箭進行發射補貼，恐怕其在商業競爭中仍然勝算不大。好在歐空局成員國存在一定的發射需求，而阿里安6火箭的設計和生產涉及歐洲13國600多家公司協同合作，承擔着維持歐盟航天工業基礎、確保獨立發射能力的重任，因此其發射需求擁有基本盤。

不過，跨國合作方眾多在無形中增大了阿里安6火箭項目的協調管理難度，相比部分技術問題，前者更像是阿里安6火箭進度拖延的“罪魁禍首”。2023年7月5日，阿里安5火箭完成謝幕發射。按照原計劃，兩代阿里安火箭應有不短於1年的“共存過渡期”，以便穩妥換代。然而，阿里安6火箭研發不順利，加上織女星-C火箭遲遲無法完成排故歸零，使歐空局一時陷入無箭可用的窘境，還導致阿里安6火箭項目耗費暴漲，大量訂單流失。

訂單流失

生不逢時

在阿里安6火箭推遲首飛的4年間，積壓訂單超過30份，包括18次亞馬遜公司的柯伊伯星座組網任務，還有多家客户被迫“改換門庭”。一方面，衞訊公司等商業客户陸續轉而投向履約更快的美國SpaceX公司。另一方面，歐盟一些關鍵載荷不允許錯過關鍵的發射窗口，包括伽利略導航系統補網星、歐幾里得空間望遠鏡、赫拉號小行星探測器等，遲遲無法等來阿里安6火箭服役，近年來又無法藉助俄製火箭升空，被迫改由獵鷹9火箭發射。

阿里安6火箭進度拖延導致許多重要訂單流失

比如，就在阿里安6火箭首飛前不到1個月，歐洲氣象衞星開發組織“臨陣倒戈”，決定取消阿里安6火箭第三次發射即A64構型首飛訂單，改由獵鷹9火箭發射MTG-S1氣象衞星。顯然，這次“逃單”直接影響到阿里安6火箭的後續服役進度安排，導致負責運營的阿里安集團公開表達不滿。

為了儘快挽回業績，阿里安集團計劃逐步提高阿里安6火箭的發射頻率：2025年發射6次，2026年增加到8次，2027年增加到10次。不過，阿里安6火箭規劃的最高年發射次數僅有12次，低於獵鷹9火箭當前的平均每月發射次數。由於首飛暴露部分隱患，阿里安6火箭後續發射計劃是否調整，仍有待觀察。

此外，歐盟企業並未放棄對阿里安6火箭的升級“挖潛”工作。阿里安6改型火箭正在開發中，計劃搭載更大推力的助推器，提升運力。同時，歐空局正在推動研發在軌加註技術，有望在一定程度上提高阿里安6火箭執行任務的效費比。

縱觀各國火箭發展規劃，通過回收複用來提高發射頻次、降低成本是大勢所趨。其實，歐空局在該領域的研究持續了較長時間，正在研發“忒彌斯”垂直起降回收驗證火箭和“普羅米修斯”100噸級推力液氧甲烷發動機，未來有可能發展出直徑5.4米、芯一級並聯7～9台“普羅米修斯”並配備着陸腿等設備的可回收複用火箭。不過，這款火箭預計服役時間不早於2030年，不排除再次面臨可回收複用火箭技術革新換代的可能性。

總體來看，阿里安6火箭如果提前10年服役，必然是一款優秀的運載火箭。可惜國際運載火箭發展“風潮”已變，阿里安6火箭難免顯得有些“生不逢時”。加上受進度拖延和通貨膨脹影響，歐空局目前宣稱的阿里安6火箭降低成本40%的目標恐怕難以實現。不過，作為歐盟航天工業的“命脈”項目，阿里安6火箭仍會保住一定的發射市場，成為歐盟火箭家族“香火”綿延的重要力量。