進軍太空，英國航天的振興

英國是工業(yè)革命的發(fā)源地，無論是英國還是它所在的歐洲，到現(xiàn)在也是工業(yè)和經(jīng)濟高度發(fā)達的地區(qū)，航天工業(yè)也相當(dāng)發(fā)達。話雖如此，由于地理環(huán)境的限制，歐洲人反而從未在歐洲本土發(fā)射過運載火箭（歐空局主力火箭阿里安和織女星，均從位于南美洲的法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射），而英國目前更是連自己的運載火箭都沒有。21世紀，英國人終于打算終結(jié)這段歷史。

英國2010年將民用航天事務(wù)集中管理，成立英國航天局，負責(zé)制定國家航天政策，統(tǒng)籌和推動英國航天的發(fā)展。到今天，英國航天局年度預(yù)算已經(jīng)從最初的2.4億英鎊翻倍，2024年后還將進一步增長到超過6億英鎊。在英國航天局官方推動下，目前，英國航天產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已超過160億英鎊，各項航天技術(shù)應(yīng)用有力地支撐了從金融物流到農(nóng)業(yè)等各個部門的發(fā)展。

英國航天產(chǎn)業(yè)集中在衛(wèi)星制造和服務(wù)等領(lǐng)域，尤其是2020年7月，英國政府斥巨資收購了低軌互聯(lián)網(wǎng)星座運營商Oneweb公司，英商務(wù)大臣夏爾馬直言：“ 這表明了英國在全球舞臺上的雄心，并且還將為英國基礎(chǔ)制造業(yè)帶來機遇?！彪S著小衛(wèi)星及低軌星座產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對英國自主航天發(fā)射能力也提出了需求，英國航天局因勢利導(dǎo)提出了LaunchUK計劃，扶植英國本土的小型運載火箭和亞軌道飛行公司。

LaunchUK為有志于在英國本土進行航天發(fā)射的各家公司提供政策扶植和資金支持，維珍軌道公司和康沃爾郡太空港的合作，光是從LaunchUK項目就拿到735萬英鎊，算上英國中央和地方政府的其他補助，補貼總額高達約2000萬英鎊，這也是維珍軌道公司在美國莫哈維太空港外，選擇英國康沃爾郡太空港作為第二發(fā)射基地的重要原因。從英國本土發(fā)射衛(wèi)星，有利于英國更好地整合衛(wèi)星和火箭部門，節(jié)約衛(wèi)星制造商的溝通成本和時間，促進英國航天產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展。因此，本次維珍軌道公司 “宇宙女孩”掛載發(fā)射器一號火箭的發(fā)射，是英國首次在本土發(fā)射衛(wèi)星，具有巨大的象征意義，堪稱英國航天發(fā)展的重要里程碑。

雄心受挫，首次本土發(fā)射失敗

維珍軌道公司選擇英國康沃爾郡紐基機場（康沃爾郡太空港），作為“宇宙女孩”載機的基地之一。這次發(fā)射任務(wù)的名稱來自英國老牌搖滾樂隊“滾石（The Rolling Stones）”1981年的老歌“Start Me Up”，英國航天局和航天愛好者都對發(fā)射任務(wù)寄予了巨大的期待，據(jù)媒體報道，英國康沃爾太空港現(xiàn)場聚集了2000人觀看，發(fā)射活動的官方直播間觀眾人數(shù)也達到了能容納的最多人數(shù)（7.5萬）。然而，不僅維珍軌道是一家美國公司，發(fā)射器一號火箭也是在美國設(shè)計制造的，甚至發(fā)射合同也是其母公司維珍銀河與美國國家偵察局（NRO）簽訂的，單就發(fā)射任務(wù)本身來說，和英國實在關(guān)系不大。

本次發(fā)射任務(wù)徽章

格林尼治時間1月9日22時02分，“宇宙女孩”號從康沃爾郡太空港起飛，這架改裝的波音747左側(cè)機翼下掛載著一枚發(fā)射器一號火箭。發(fā)射器一號火箭由維珍軌道公司研制，火箭全長21.3米，一級直徑1.8米，二級直徑1.5米，兩級都使用液氧煤油動力。其中，一級使用單臺推力約327千牛的“牛頓3”發(fā)動機，二級使用單臺推力約22.7千牛的“牛頓4”發(fā)動機，“牛頓4”發(fā)動機還具有二次啟動能力，以完成軌道圓化。發(fā)射器一號是極為罕見的空射液體火箭，它的發(fā)射質(zhì)量約25.8噸，典型軌道高度500-1000千米，其中500千米高度太陽同步軌道運力為300千克，如果目標(biāo)為230千米高度近地軌道，最大運力可達500千克。

1月9日23時12分，“宇宙女孩”飛到愛爾蘭以南的大西洋上空，在約10700米（35000英尺）高度釋放火箭，數(shù)秒后第一級“牛頓3”發(fā)動機順利點火工作，約3分鐘后第一級燃盡關(guān)機，隨后第二級也成功點火工作。維珍軌道公司曾使用發(fā)射器一號進行過5次發(fā)射，除了首次發(fā)射失敗外都獲得了成功，以至于員工在二級點火工作后不久，居然就開始提前慶祝發(fā)射成功了。沒想到樂極生悲，深夜23時46分，維珍銀河發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星沒能入軌，最終確認是火箭二級點火失敗，火箭末速度不足，未能進入預(yù)定的555千米高度太陽同步軌道，星箭具毀。

這次發(fā)射對維珍軌道的股價是一記重擊，次日即跌超20%。同時，本土首次發(fā)射失利，對英國躋身世界航天發(fā)射市場的雄心也是個不小的打擊，甚至將影響康沃爾郡太空港的未來發(fā)展。

世界第六，英國也曾擁有自己的火箭

英國首次本土發(fā)射，運載火箭卻只能仰人鼻息，實在令人感慨萬千。然而實際上，英國曾今擁有自己的運載火箭，并且在40多年前，就曾把衛(wèi)星送入地球軌道。

20世紀50年代，英國開始研制藍光（Blue Streak）液體中程彈道導(dǎo)彈，在設(shè)計上用于攜帶核彈頭，以期形成英國的獨立核威懾能力。

上世紀50年代，英國研制中的藍光導(dǎo)彈

1960年，藍光導(dǎo)彈計劃意外被取消，英國決定購買美國天空閃電空射彈道導(dǎo)彈，藍光導(dǎo)彈胎死腹中，但它的技術(shù)并沒有白費。為了驗證藍光導(dǎo)彈的彈頭再入技術(shù)，英國開發(fā)了黑騎士探空火箭，英國技術(shù)部還委托韋斯特蘭公司，在黑騎士火箭的基礎(chǔ)上研制了更大的三級運載火箭——黑箭（Black Arrow），英國還曾打算結(jié)合黑騎士和藍光，整合出黑太子火箭。

黑箭火箭第一級使用單臺伽馬8過氧化氫煤油發(fā)動機，第二級使用單臺伽馬2過氧化氫煤油發(fā)動機，第三級為小型固體火箭發(fā)動機。黑箭火箭長度約13米，最大直徑2米，起飛質(zhì)量18.37噸，可以將120千克的載荷送入483千米高度的圓軌道。1969年到1971年，黑箭火箭進行了4次飛行試驗，最后一次發(fā)射中，將72.5千克的實驗衛(wèi)星送入近地點639千米、遠地點1853千米高度的近極地軌道，這使英國成為繼蘇聯(lián)、美國、法國、日本和中國之后，第六個擁有獨立入軌發(fā)射能力的國家。

黑箭火箭是純正英國造，使用英國導(dǎo)彈項目現(xiàn)有的研制經(jīng)驗、試驗設(shè)備和分系統(tǒng)，在英國本土制造、裝配和試驗，只不過發(fā)射地點選擇在澳大利亞南部的武麥拉發(fā)射場。然而，四次發(fā)射任務(wù)之后，考慮到美國偵察兵火箭更便宜，黑箭火箭項目就此終止。

英國并非簡單放棄發(fā)展運載火箭，而是早在1962年，與法、德、意、荷、比五國以及澳大利亞聯(lián)合建立了歐洲運載火箭發(fā)展組織（ELDO），共同研制歐羅巴（Europa）系列火箭。歐羅巴 I 型火箭的一二三子級分別由英、法、德研制，英國負責(zé)的第一級即由藍光導(dǎo)彈衍生而來。遺憾的是，歐羅巴 I 型火箭后5次全箭發(fā)射，包括后3次實用衛(wèi)星發(fā)射都失敗了，改進的歐羅巴 II 型火箭再次失敗，雖然都不是英國負責(zé)的第一級出問題，但畢竟項目失敗了。1968年戴高樂否決英國加入歐盟，讓英國對繼續(xù)支持ELDO失去了熱情，雖然英國承諾1976年前繼續(xù)提供藍光導(dǎo)彈做第一級，但后續(xù)的歐洲火箭項目和英國基本無關(guān)。

所以可以說，英國是世界上唯一一個獨立發(fā)展出運載火箭和衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)，卻又自行放棄這種能力的國家，因此也就可以理解，為何英國相關(guān)方面對本次發(fā)射寄于如此厚望了。

道阻且長，本土新興造箭勢力

維珍軌道公司源自更早的維珍銀河公司，它們的老板都是英國人理查德·布蘭森。由于英國國內(nèi)缺乏運載火箭的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，布蘭森最后決定在美國長灘建廠，讓發(fā)射器一號對英國來說成了完全的外國火箭。即使如此，英國民間仍然誕生了新的火箭公司，創(chuàng)業(yè)企業(yè)軌道快車發(fā)射（Orbex）和Skyrora都正在開發(fā)自己的運載火箭，它們也得到了LaunchUK計劃的支持，準備在本土自行設(shè)計制造和發(fā)射小型運載火箭。

Orbex公司Prime小型運載火箭效果圖

Orbex公司成立于2015年，總部位于蘇格蘭，在丹麥和德國有分部，目前正在研制名為Prime的小型運載火箭。Prime火箭長19米，直徑1.3米，使用液氧和丙烷組成的無毒雙基推進劑，發(fā)射質(zhì)量約18噸，是一種二級運載火箭，據(jù)稱500千米高度太陽同步軌道的運力可達150千克。有意思的是，Prime火箭不僅大量使用3D打印技術(shù)，作為燃料組成部分的丙烷還是由可再生生物燃料制取，火箭發(fā)射都考慮到減少碳排放，讓人感慨歐洲人對低碳的執(zhí)著。Orbex的Prime火箭開發(fā)，以及位于蘇格蘭北部海岸的蘇瑟蘭航天中心都得到了英國航天局的資金支持，計劃于2023年搭載英國薩里衛(wèi)星技術(shù)公司的小衛(wèi)星，進行首次軌道發(fā)射。但由于Prime火箭的研制進度信息公開較少，目前外界認為其首飛時間大概率要推遲。

Skyrora公司成立于2017年，總部位于蘇格蘭愛丁堡，它從Skylark Nano探空火箭起步，計劃研制出軌道發(fā)射的Skyrora XL火箭。Skyrora XL火箭是一種三級火箭，第一級使用9臺3D打印的過氧化氫煤油發(fā)動機，對外宣稱的運力可達315千克。據(jù)公開消息，Skyrora得到的資金支持少于Orbex公司，首飛時間尚未可知。

總而言之，英國錯過20世紀70年代最好的發(fā)展機會，現(xiàn)在要實現(xiàn)國箭、國造以及從本土進行軌道發(fā)射，英國及其航天企業(yè)未來的道路仍然是相當(dāng)艱難的。