停用俄制RD-180 美国自研大推力火箭

没得比

　据报道，国际研究战略中心发布最新报告，根据美国《2017财年国防授权法案》，俄罗斯18台RD-180发动机，可用到2022年底。美国决策者目前面临的一个关键决定是：如何从RD-180到美军运载火箭替代发射的过渡。在这个变化过程中，政府必须全方位地考虑时间、成本和风险。

　　RD  180采用富氧、闭式循环、分级燃烧系统，能比其它发动机提供更高的性能。RD-180比冲量为313秒，而美国太空探索技术公司(SpaceX)的Merlin  1D比冲量为282秒。RD-180发动机主要作为美国“宇宙神”5的第一级发动机使用，而“宇宙神”5火箭承担着美国多项重要的军用和民用载荷的发射。军用载荷有“先进极高频卫星”(AEHF)、X-37B，民用载荷有“好奇号”火星探测器等。据称，轨道科学公司和波音公司正在研制的用于发射商业载人飞船的运载火箭也有可能使用RD-180发动机。

　　由于苏联解体后紧张局势趋向缓和，在美国运载火箭上使用俄罗斯火箭发动机是可行的，甚至是可取的。在20世纪90年代早期，美国的政策和法规放宽，利用外国的技术，可以促进或开发下一代美国空间系统，也可帮助俄罗斯火箭科学家受聘，不至于导弹技术流失至其它国家。为降低成本、提高运载能力，美国通用动力开始探索升级其“阿特拉斯”II(Atlas)运载火箭，使其更具竞争力，在不断变化的全球市场。公司内部讨论建议与俄罗斯火箭发动机制造商NPO  Energomash合作，基于现有的四室的RD – 170火箭发动机开发一种液体燃料发动机。采用共享涡轮泵,  以煤油和液氧为推进剂，使用高压分级燃烧循环。这种双燃烧室、双喷嘴的两室发动机，基本上只有RD–170的一半，被称为RD–180。

　　乌克兰问题使得俄罗斯威胁要切断对美RD-180的供应，因此美国国防部转而开发新的发动机用于美制运载火箭Delta IV和  美国太空探索技术公司(SpaceX)的猎鹰9(Falcon)运载火箭。据美国空军评估，使用Delta  IV火箭助推器方案，直到出现可以代替阿特拉斯V新火箭，将带来超过15亿美元的额外维护和升级费用。

　　目前，美国国会的基本的共识是，军队应该结束其对RD-180的依赖。虽然这一政策的推动是因与俄罗斯的关系恶化引发的，即便与俄罗斯的关系有所改善，目前的共识不太可能改变。听证会听取来自联合发射联盟(ULA)，蓝色起源(Blue  Origin)，洛克达因公司，轨道ATK和SpaceX公司代表发言。目前，ULA和轨道ATK分别依靠俄罗斯的火箭发动机RD-180和RD-181。蓝色起源和SpaceX公司设计和生产自己的发动机，分别为BE–4和Merlin  1D。

　　为振兴美国太空产业，持“全面禁用RD-180”看法的美国参议院军委会主席麦凯恩，允许俄制RD-180可以使用到2022年底，但在此之后必须改用美制发动机。美国空军原本支持继续使用RD-180，以为该型发动机已经成熟并使用多年，要是自行开发美国自制的替代品，费时费力费钱。尽管美国军方还要继续依赖RD-180来发射侦察卫星，但是这位资深参议员依然带头限制购买RD-180。

　　报告认为，美国将提供资源和政策导向，支持至少两种空间运载火箭。负责美国军方太空发射任务的美国空军司令马克•威尔士(Mark  Welsh)说：“空军需要可行的发射系统，两种或多种火箭互相竞争是最好不过的。空军希望中断对RD-180发动机的依赖，但是这需要时间。”  用于改进型一次使用运载火箭(EELV)计划的采购是显而易见的，保持两种独立的运载火箭是五角大楼优先考虑的事情。SpaceX公司的猎鹰(Falcon)运载火箭家族(包括猎鹰9和猎鹰重型)将是由美国军方使用的运载火箭之一。

　　美国借助RD-180开启了月球、火星、冥王星和木星探测任务。俄罗斯于1996年与美国签署了RD-180发动机出口合同。根据合同，俄罗斯为美国生产50台RD-180发动机，另外还包括51台的可选合同。截止乌克兰危机爆发，俄罗斯已向美国出口了63台RD-180发动机，其中40台已使用，单价在1100-1500万美元之间。俄罗斯审计院曾于2011年表示，之前出口的RD-180发动机的价格只有实际价值的一半，2008-2009年的经济损失就达到约3000万美元。美国同类自主火箭发动机的研发、制造和通过质量验证预计都不会早于2022年。

　　美国是RD-180发动机的惟一用户，一旦停止出口，会给俄罗斯带来非常大的经济损失。

　　2022年对于RD-180来说关上了“美国的门”，却开启了“中国的窗”。据称，中国大型空间站将于2022年投入全面运营，轨道高度为340-450公里，设计使用寿命为10年。如果能得到RD-180这种大推力火箭发动机，中国对宇宙的探索将得到大力推动，尤其是向太空运送大型空间轨道舱。