韩国罗老-1运载火箭再度推迟发射
2013-08-14丁文华陈允宗中国运载火箭研究院
丁文华 陈允宗(中国运载火箭研究院)
2012年11月29日下午,韩国罗老-1(Naro-1)运载火箭在罗老航天中心准备发射,但在发射前16min52s时,第二级推力矢量控制(TVC)系统电流信号出现异常,倒计时中止,随后这次发射被取消,已加注的液体燃料泄出。
按照韩方与俄方的协议,俄方只为罗老-1运载火箭提供最多3次发射机会。之前,罗老-1运载火箭已经在2009年和2010年发射过两次,但均失败。因此,韩国政府对第3次发射机会,也是最后一次机会,十分重视。据韩国媒体报道,罗老-1运载火箭继本次发射取消后,可能推迟到2013年1月发射。
1 项目背景
1992年,韩国研发并通过海外发射场发射了韩国探空火箭-1、2(KSR-1、2)。2000年,韩国在俄罗斯帮助下开始建造罗老航天中心。2002年8月,韩国正式启动了罗老-1火箭工程。罗老-1运载火箭全名为韩国航天运载火箭-1(KSLV-1),因在韩国南部全罗南道高兴郡外罗老岛罗老航天中心发射而得名。韩国由于航天工业基础薄弱,不能独立制造大型火箭,只好向外国求援。
韩国首先向其盟国美国求助,但美国以国防工业不允许出口以及能够为韩国提供相关保护为由予以拒绝;此外,美国与韩国1972年签署的《美韩共同防务协定》中规定,韩国不能发展射程超过300km的弹道导弹。所以,美国反对韩国的火箭研制项目。随后,韩国寻求日本的帮助,日本也以运载火箭与洲际弹道导弹原理相同为由,拒绝向韩国转让相关技术。
2004年10月26日,韩国航空宇宙研究院(KARI)和俄罗斯赫鲁尼切夫国家航天研究与生产中心签订合作合同,明确韩方负责第二级的研制和全箭总装,俄方在“安加拉”运载火箭基础上研制第一级,并为韩方研制第二级提供技术指导。除韩国航空宇宙研究院之外,韩国近200家研究机构和公司也参与了罗老-1运载火箭的研制。至今,罗老-1火箭已花费5200亿韩元(约合4.71亿美元)。
2 罗老-1的技术性能
罗老-1为两级小型运载火箭,全长33.5m,直径2.9m,起飞推力1667k N,起飞质量140t,近地轨道(LEO)运载能力为100kg;第一级80%的部件源自俄罗斯在研的“安加拉”运载火箭,采用1台RD-151单燃烧室液体火箭发动机。该发动机与“安加拉”火箭的RD-191发动机相同,只是在推力上略有降低,从1922kN降至1667kN。第二级采用1台KSR-1固体发动机,推力达86.2kN。其整流罩质量为300kg,长5.3m,按照设计在起飞后216s与火箭分离。
3 三次发射回顾
第1次发射
2009年8月25日,罗老-1运载火箭从罗老航天中心第1次发射。起飞后,火箭的整流罩分离晚于预定时间,未能将搭载的科学技术卫星送入预定轨道。发射约70min后,韩国当局宣布火箭未能进入预定轨道,发射失败。由于韩国自主研发的火箭第二级发生故障,卫星整流罩未能打开,导致整体质量过大而坠落地面。该火箭搭载的卫星残骸在澳大利亚北部城市达尔文的郊外被发现。
根据2010年1月发布的最终调查报告显示,整流罩未分离的原因是分离装置存在结构缺陷及电路问题。随后,韩方改进设计,并研制新整流罩,用于罗老-1运载火箭的第2次发射。
罗老-1火箭主要技术性能参数
被运到发射场的罗老-1火箭
第2次发射
2010年6月10日,罗老-1运载火箭第2次发射。火箭在飞到70km高空后和地面失去联系,随后证实火箭在该高度发生故障。
由于火箭是在发射后137s时发生爆炸而坠毁,这正好是俄罗斯负责研制的第一级液体发动机工作时间(第一级预定工作232s),据此,韩方称火箭爆炸发生在俄方研制的第一级工作期间,事故原因在俄方。俄方则认为,原因可能是韩国制造的第二级发动机提前点火造成的,发射失败的原因在韩方。
第3次发射
2012年10月26日,罗老-1运载火箭准备进行第3次发射,但因燃料系统的密封问题而一度推迟发射。当时,发射人员在向第一级注入氦气时,发现火箭与地面设施间的管路接口漏气,此时距预定起飞时间有5个多小时。因无法在发射台上排查故障,发射人员不得不做出延迟发射的决定。后经调查发现,泄漏原因是连接发射台和火箭的管线接头不合格导致橡胶垫受损。随后,韩国从俄罗斯空运零部件,进行更换和试验,将发射日期初定在11月16日前后,后因进度又将发射日期延迟到11月29日,但29日的发射又因故障被迫延迟。
4 小结
韩国发展火箭技术,提升航天技术,不仅可为国民经济带来新的增长动力,而且必将推进弹道导弹技术,提升民族自信心、强化国家地位和适应民意。在当前朝韩对峙的局势下,运载火箭技术的竞争无疑是朝韩对抗的重要领域。
罗老-1运载火箭第1次和第2次发射的连续失败和第3次发射的再度取消无疑对韩国航天发展造成影响。运载火箭技术是进入太空的前提和基础,而韩国火箭技术储备非常薄弱,如果韩国仍无法攻克火箭相关技术,那么韩国未来一系列的航天计划也只能是纸上谈兵。
火箭主发动机技术是韩国当前火箭研制中面临的主要挑战,依赖进口,受制于人。为此,韩国计划在5年内独立研制主发动机,在2016年前研制出推力为90kN的发动机,2018年研制并试验推力为735kN的发动机,2022年研制并试验推力为2940kN的发动机,能将质量为1.5t的卫星送入轨道。