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台湾首度试射火箭为何坠毁?马斯克SpaceX差点破产、韩国狂烧12年…国产火箭要缴多少「学费」?

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刘焕彦
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国家中山科学研究院上周三(19日)透过新闻稿表示,于屏东九鹏基地进行的卫星运载火箭测试,因初期轨道偏移,最终启动自毁机制,并坠毁于牡丹乡山区的管制范围内,无人员或财产伤损。

曾任中科院雄三飞弹项目总工程师的桃园市经发局局长张诚博士当天撰文指出,从他在系统工程的多年经验来看,这次火箭试射绝非纯粹失败,而是极其宝贵的实体数据搜集,「因为从失败中汲取养分、滚动修正数据,正是尖端科技研发的必经之路」。

综合中科院后续说法与民间人士观察,中科院这次试射的运载火箭,极可能是为了把50~200公斤重的低轨卫星送上轨道,而秘密发展多年的「麒麟项目」

火箭技术在各国都是敏感领域,因其有强烈的军民两用性质。火箭与飞弹技术可以互通,火箭若能把卫星送上愈高的轨道,意味同样技术可用来做射程更远的飞弹,因此火箭技术在国际上常常是管制项目,意味各国多半只能自己研发。

从国际上的公开案例可以看出,自制火箭没有捷径,试射失败是标配,庞大资金投入是基本款,耐心更是不可或缺。

例如,如今傲视全球商用火箭市场的SpaceX创办人马斯克(Elon Musk),他的创业作猎鹰一号火箭(Falcon 1)曾摔掉三次、赔掉马斯克近50亿台币投资,更导致SpaceX几乎破产,才终于在第四次试射成功,把他从地狱边缘拉回来。

美國SpaceX公司創辦人馬斯克(Elon Musk)(AP)
美国SpaceX创办人马斯克(Elon Musk)。(美联社)

前雄三飞弹总工程师:中科院试射火箭有「跨越 2000 公里的战略能量」

《风传媒》19日报导,根据知情人士的说法,这是台湾首次运行卫星载具试射,并无搭载卫星。

由于是首次试射,相关载具发射失效自毁进程及安全管控措施都有准备,失效载具、发动机及零件碎片也都掉落至事先设置的安全范围。

目前各国低轨卫星的运作高度,主要是在距离地球表面500~2000公里。桃园市经发局局长张诚认为,若我国的卫星运载火箭能达到500公里高度,如果从垂直发射调整为沿着地表延伸的能量最优抛物线弹道,「其理论水平射程原则上射高的二倍,加上工程技术,也很有机会可达15002000公里,这完全跨入国际定义的中程弹道飞弹的战略级距」。

马斯克SpaceX创业作成功前,三度试射失败受尽外界嘲讽

只不过,各国自力开发火箭的经验,多半是血泪交织,投入资金更可能像无底洞。以国际公认的全球首富马斯克为例,他2002年成立SpaceX,想要作出史无前例的可回收商用火箭,科技圈及投资圈对他一片唱衰。

更糟糕的是,他的创业作猎鹰一号火箭,从20063月到20088月,连续三次试射都失败,火箭爆炸的画面成为外界一致嘲讽他的绝佳素材。更糟糕的是,他原本拿出约1亿美元(以今天价值约为1亿5500万美元,近50亿台币)投资SpaceX,而三次试射失败已经快要烧光这笔投资。

如果20089月的第四次试射又失败,SpaceX真的就要关门大吉。

商用火箭巨擘SpaceX的各型火箭,雖然獵鷹九號(Falcon 9)已經是營運主力,星艦(Starship)更要讓美國太空人重返月球,但這一切都是來自做最左邊的公司創業作、獵鷹一號火箭(Falcon 1)。(維基百科)
商用火箭巨擘SpaceX的各型火箭,虽然猎鹰九号(Falcon 9)已经是营运主力,星舰(Starship)更要让美国太空人重返月球,但这一切都是来自做最左边的公司创业作、猎鹰一号火箭(Falcon 1)。(维基百科)

2017年9月,马斯克在澳洲一场演讲中,回顾了他2002年创立SpaceX的窘迫程度,以及2008年在公司濒临破产的状况

「我们一开始只有几个人,大家都不太知道怎么做火箭,而且我之所以成为总工程师,是因为我请不起任何人,没有好手愿意加入,我只好硬着头皮上。」

「我搞砸了头三次的(猎鹰一号)试射,这三次失败后,我手上的钱只够做第四次试射,如果又失败SpaceX就真的要完蛋了,好在老天保佑,第四次试射成功了。」

为什么马斯克要先做火箭?「他是要赚后面你服务的钱」

SpaceX的猎鹰一号火箭终于在第四次试射时,成功进入地球轨道,证明马斯克2002年喊出要为「太空技术带来革命性的改变」豪语,终于朝成功迈出了第一步。

也就是因为20089月的这次发射成功,SpaceX在仅仅三个月后,获得美国太空总署(NASA)一笔16亿美元的商业太空补给任务合约,把SpaceX从破产边缘救了回来。

长期耕耘火箭领域的国家太空中心主任吴宗信,对于各国火箭发展状况都有深入观察。20227月他在屏东海岸的短期科研火箭发射现场,接受媒体访谈时,曾提出对马斯克的商业策略观察。

Falcon 1(猎鹰一号)成功,他(马斯克)为什么先做火箭?因为运载卫星进去太空的途径,他完全掌握住,要什么时候送上太空都可以。马斯克的策略是先把火箭打好,就是你有载具、再来做卫星,他是要赚后面你服务的钱。」

南韓耗資逾400億台幣、花了12年開發的國產重型火箭Nuri,2021年10月首次發射升空。(維基百科)
南韩耗资逾400亿台币、花了12年开发的国产重型火箭Nuri,2021年10月首次发射升空。(维基百科)

韩国将1.9吨卫星送上太空,挤进全球火箭前七强国

同样是东亚邻居的韩国,更是自力发展重型火箭的绝佳案例。

20226月,南韩国造重型火箭Nuri在第二次发射时成功进入轨道,把重达1.9公吨的卫星送进低轨轨道,这使得南韩成为以自产火箭把重量一公吨以上卫星送进太空的最新国家,当时在全球有这种能力的只有七个国家。

吴宗信指出,在2022年全球约12~13个国家有能力送卫星到太空,但有些国家只能把小型卫星送上去,以南韩1500~1900公斤的火箭酬载已经是中型卫星的等级。

南韩的国造火箭是用液体引擎,最初是来自俄罗斯,南韩后来想向俄方买下液体火箭引擎的技术但遭拒,后来在2010年推出「韩国太空发射载具」二期计划(KSLV II),目标是发展几乎全国产的重型火箭,也就是2022年亮相的Nuri火箭。

吴宗信提到,KSLV二期计划走了12年,耗资约450亿台币(15亿美元),相当于每年投入30~40亿台币,逾300家本土厂商参与,要做出3~4万个零件。

从马斯克及韩国自力开发重型火箭的血泪史可以看出,不论是国机国造、国舰国造或国产火箭,在没有外国来源可依赖下,从零开始打造国产能力,即使有技术能力及资金支持,仍需投入数年、甚至十余年方能成事。

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