空中“小时达”？“火箭货运”新方案

以近年来航天运输领域的发展动态来看，航天运输系统的极速投递能力和航班化是未来主要研究方向之一。早在2017年SpaceX 就提出“超重-星舰”可在40分钟内把乘客从纽约送到上海，并在2019年向美国陆军建议“超重-星舰”可用于人员及货物运输。2021年，美空军提出了利用商业重复使用火箭实现百吨货物的全球“小时达”，经过前期的探索和研究，在2022年9月美空军发布了“火箭货运”的概念方案。

美空军“火箭货运”方案的两个基本指标分别是运输能力和最低速度。

这个方案的目标运输能力与C-17运输机相当，达到30吨到100吨的水平。最低速度要求是不含货物装卸时间1小时抵达，相比现有航空运输的速度，提升15倍左右，但是需要火箭飞出大气层后进行再入。除了这两个基本指标之外，成本、发射许可、飞越领空、环境影响等因素也是该方案研究过程中需要考虑的。

火箭货运计划示意图

“火箭货运”方案主要包括重复使用火箭、货物集装箱和发射台三个组成部分。

重复使用火箭是承担运输功能的主要载体，美空军希望借助美国在研的各类商业火箭来开展方案试验验证，如果可行性得到证实，美军将会采用类似于同航空公司合作的方式，通过购买服务进行物资的极速投递。

货物集装箱的功能类似于载荷适配器，操作人员在地面上将物资打包到集装箱后，再通过自主或人工的方式将集装箱装载到火箭。集装箱的密封条件可以改善运输过程中载荷的力热环境，实现应急情况下的物资空投，标准化、模块化的集装箱设计还有助于快速装载和卸载。

发射台建在美军的各个基地，能够同时用于火箭的发射和返回着陆，相比传统发射台，数量多、通用性高，对于建设成本比较敏感。为了实现快速响应，发射台还需要具有比较高的操作效率。

前面提到过，“火箭货运”方案正式实施需要通过试验验证，美国空军为这个方案规划了三种演示验证的途径。

首先，是通过地面试验和分析相结合的方式，从飞行弹道、火箭能力、集装箱设计、飞行环境、操作流程等方面对系统总体能力进行分析验证。

其次，是利用一次发射试验，同时对火箭发射、飞行、着陆的可行性进行演示验证。

最后，是通过多次发射试验，分别对火箭发射、飞行、着陆进行验证。

那么美国空军预算4790万美元的“火箭货运”项目又会应用于哪些情况呢？主要有以下两类应用场景。

第一个是发射台之间的物资往返运输。类似于美军采用商业海、陆、空运输服务和现有基础设施为全球军事基地进行物资运输，未来美军可以在各个基地建设发射台，利用重复使用商业火箭实现物资1小时抵达。

第二个是单程的快速补给和灾难响应。对于恢复遭遇破坏的军事任务能力、人道主义救援和灾难救援等应急响应需求，目的地很可能没有着陆台。该场景下，商业火箭从发射台发射，但只能在偏远的简易着陆区着陆，基础设施条件非常有限，没有地面支持设备进行物资卸载，需要火箭自带设备通过自主或人工方式完成。（金赫 焦子原）

科学把关：费伯禹

来源： 光明网