日本正式宣布：發(fā)射失敗的導(dǎo)航衛(wèi)星“引路 5 號(hào)”已損失

當(dāng)日本內(nèi)閣府25日確認(rèn)"引路5號(hào)"導(dǎo)航衛(wèi)星已墜入大氣層時(shí)，這枚價(jià)值連城的衛(wèi)星連同H3火箭的殘骸，正在太平洋上空燃燒殆盡。這已是日本國(guó)產(chǎn)主力火箭H3在短短九個(gè)月內(nèi)第二次折戟沉沙，而兩次失敗竟都栽在同一個(gè)環(huán)節(jié)——第二級(jí)液氫發(fā)動(dòng)機(jī)。令人費(fèi)解的是，作為全球第三個(gè)掌握液氫火箭技術(shù)的國(guó)家，日本為何在這個(gè)領(lǐng)域?qū)覍沂艽欤?/p>

翻開(kāi)JAXA公布的初步調(diào)查報(bào)告，故障鏈條清晰可見(jiàn)：火箭升空后，第二級(jí)LE-9發(fā)動(dòng)機(jī)的液氫燃料箱壓力異常下降，第一次燃燒壓力僅達(dá)正常值的65%，多持續(xù)24秒才勉強(qiáng)結(jié)束。更致命的是第二次燃燒直接"熄火"，導(dǎo)致衛(wèi)星無(wú)法進(jìn)入預(yù)定軌道。這種癥狀與今年3月首飛失敗如出一轍，暴露出日本在-253℃超低溫燃料輸送系統(tǒng)上存在致命缺陷。

液氫燃料技術(shù)堪稱航天工業(yè)的"珠穆朗瑪峰"。美國(guó)在1981年研制航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，為解決液氫泵空化問(wèn)題耗費(fèi)了整整七年。歐洲阿麗亞娜5號(hào)火箭首飛時(shí)，也因液氫管路泄漏導(dǎo)致自毀。日本LE-9發(fā)動(dòng)機(jī)采用獨(dú)特的膨脹循環(huán)設(shè)計(jì)，雖然比傳統(tǒng)燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)更高效，但對(duì)材料工藝和密封技術(shù)的要求近乎苛刻。當(dāng)燃料箱壓力波動(dòng)時(shí)，極易引發(fā)渦輪泵"喘振"，這正是兩次失敗共同的技術(shù)癥結(jié)。

對(duì)比SpaceX的甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)路線，液氫方案的劣勢(shì)更加凸顯。甲烷的儲(chǔ)存溫度僅需-161℃，燃料密度是液氫的6倍，大大降低了輸送系統(tǒng)復(fù)雜度。而日本執(zhí)著于液氫路線，部分源于其準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)需要火箭具備更強(qiáng)的末級(jí)機(jī)動(dòng)能力。但這種技術(shù)路徑依賴正在形成惡性循環(huán)——每次失敗都迫使JAXA投入更多資源修補(bǔ)液氫系統(tǒng)，反而擠占了新型發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)預(yù)算。

NASA前推進(jìn)系統(tǒng)專家威廉·馬歇爾曾指出："液氫就像高貴的芭蕾舞者，需要完美的舞臺(tái)才能展現(xiàn)優(yōu)雅。"日本顯然還沒(méi)準(zhǔn)備好這個(gè)舞臺(tái)。其LE-9發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓力僅為主流液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的1/3，卻要應(yīng)對(duì)更劇烈的熱力學(xué)波動(dòng)。更棘手的是，氫分子極易滲透金屬晶格，導(dǎo)致閥門和焊縫在超低溫下脆化。這些材料學(xué)難題不突破，再精密的設(shè)計(jì)都是空中樓閣。

站在十字路口的日本航天面臨艱難抉擇：是繼續(xù)押注液氫路線，還是轉(zhuǎn)向更穩(wěn)妥的甲烷燃料？前者意味著要攻克美國(guó)花了二十年才掌握的超臨界氦增壓技術(shù)，后者則需重構(gòu)整個(gè)火箭設(shè)計(jì)體系。但無(wú)論如何，H3火箭的連續(xù)失敗已經(jīng)證明，在航天這個(gè)高技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域，有時(shí)候最大的冒險(xiǎn)不是變革，而是固執(zhí)己見(jiàn)。當(dāng)全球航天產(chǎn)業(yè)向可回收、低成本方向狂奔時(shí)，日本或許該重新思考：究竟是要維持技術(shù)尊嚴(yán)，還是確保發(fā)射成功率？這個(gè)問(wèn)題的答案，將決定其航天事業(yè)的未來(lái)走向。