航天界2024/04/10
第 915期
新闻速递
美国上一代大型火箭告别历史舞台。北京时间今日（4月10日）凌晨，美国军事航天主力火箭德尔塔4重型（Delta IV Heavy）从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地起飞，完成其最后一飞。
代号为NROL-70的本次机密任务是德尔塔4重型的第16次发射，也是德尔塔系列火箭的第389次和最后一次发射。
▲今日发射（图源：NSF）
上世纪60年代服役至今的德尔塔系列火箭中，德尔塔4重型为最强大成员，以3枚5米级直径子级并联，起飞总推力210万磅，能将28吨载荷送入近地轨道。它虽然名叫“重型”，其实属于大型火箭，其运载能力排名全球现役第三，仅次于NASA用于重返月球阿尔忒弥斯计划的SLS和SpaceX的猎鹰重型火箭，与我国的长征五号处于同一级别。
德尔塔4重型是有故事的火箭。除2004年首飞因载荷入轨高度低于预期而被定义为“部分失败”外，它执行的任务全部成功——主要为美国国家侦察局、空军、太空军实施军事任务发射，也为NASA发射了帕克太阳探测器和猎户座飞船的首次入轨试飞任务。
它也是目前世界上唯一的全氢氧火箭。用于预冷发动机的液氢在倒计时最后几秒逸散出氢气，向上流动至箭体的氢气随着火箭点火发生爆炸，火箭看上去就像是在起飞之前先把自己点燃了，因而被称为“最刚的火箭”。
▲极具辨识度的“火烧屁股”（图源：ULA）
波音公司在上世纪90年代末、本世纪初开发了德尔塔4重型，当时洛马公司的宇宙神5号（Atlas V）也正在投入使用。2006年，两家军工巨头合并运载火箭业务，成立了ULA公司。ULA曾经是美国军方唯一而昂贵的军事卫星任务发射商，直到SpaceX来了。
猎鹰9号，LEO最大运力22.8吨，每次发射6700万美元；猎鹰重型，LEO最大运力63.8吨，一次性任务单发1.5亿美元，复用版9700万美元。2015年的国会听证会上被问“你们的火箭为什么更便宜”时，SpaceX公司总裁兼CEO格温·肖特维尔（Gwynne Shotwell）回答说：“我都不知道怎样造出一枚4亿美元的火箭。”
德尔塔4重型每次发射费用为3.5亿到4.4亿美元，运载能力低一些的宇宙神5为1亿至1.53亿美元。后者在完成了99次任务（其中98次完全成功）后也计划2029年退役，目前库存的十几枚大多被预定发射亚马逊的柯伊伯互联网星座卫星和波音的星际快车飞船。
以SpaceX为代表的“新航天”竞争压力之下，接替德尔塔4重型与宇宙神5的美国新一代大型火箭终于在今年1月成功首飞了。那就是火神半人马座（Vulcan Centaur）。
运载能力与德尔塔4重型相当的火神每次发射耗资1到2亿美元，且完全“美国制造”（宇宙神5使用了俄罗斯的RD-180发动机）。它在第一次任务中成功发射了宇航机器人公司（Astrobotic）的月球探测器，今年晚些时候还将向国际空间站发射塞拉航天公司（Sierra Space）的追梦者（Dream Chaser）小型航天飞机。
▲三款火箭比较（图源：Michael Sheetz@X）
不同于执行多样化任务的SpaceX猎鹰9号，火神仍将和德尔塔4重型一样以军事发射为核心使命。“这类特殊任务需要这种高能火箭，非常特殊的轨道。我们专门为此设计了火神。”ULA公司总裁兼CEO托利·布鲁诺（Tory Bruno）说，“德尔塔4基本上是把三枚火箭连接在一起。而火神使用一枚，能将成本降低70%左右，使任务更加务实并提高发射频次。”到2025年末，火神的发射节奏将达到每年25至30次。
布鲁诺说，火箭新旧更替对于他和ULA公司来说是“苦乐参半”的。“我期待火神号的未来发展，但（德尔塔退役）无疑意味着一个时代的结束。我个人很难过。”
运载火箭不可回收复用的时代快要结束了，以性能提升、成本降低为基本特征的新时代正在到来。同时，多次裁员仍未增效的ULA宣布出售，蓝色起源2023年底已提交投标书。如果收购成功，美国航天发射市场很可能进入由SpaceX和蓝色起源两家私营企业主导的新局面。
▲“最后的告别”任务海报（图源：NRO）
参考文章：
1. Brett Tingley，United Launch Alliance to launch final Delta Heavy IV rocket today，
https://www.space.com/ula-delta-iv-heavy-nrol-70-livestream
2. 'Most metal’ rocket from United Launch Alliance set to retire after this week's launch，
https://www.foxweather.com/earth-space/ula-delta-iv-heavy-rocket-final-launch
3. More than 60 years of Delta rockets coming to end with final launch on Space Coast，
https://www.clickorlando.com/news/local/2024/03/26/more-than-60-years-of-delta-rockets-coming-to-end-with-final-launch-on-space-coast/#//
4. The Final Flight: A Retrospective on the Storied Delta IV Rocket，
https://newspaceeconomy.ca/2024/03/27/the-final-flight-a-retrospective-on-the-storied-delta-iv-rocket/
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