文 |特約記者錢伯彥 陳英 發自柏林
編輯|莊鍵
2018年12月21日，馬斯克的SpaceX發射了年度最後一枚“獵鷹9號”Block 5火箭。21次整體發射、13次成功的火箭回收、所有運載衛星順利入軌，這是SpaceX在2018年交出的完美答卷。
目睹這一切，大洋彼岸的歐洲人坐不住了。
在距離歐盟總部7400公里的法屬圭亞那，一座90米高的鋼鐵建築矗立於庫魯（Kourou），這裡正在建造歐洲圭亞那航天發射場的試驗發射台。阿麗亞娜6型新型火箭（Ariane 6）即將進入測試階段，這是歐洲人對SpaceX所作出的最新回應。
位於法屬圭亞那的歐洲航天發射中心 圖源：space.com阿麗亞娜計劃始末
1965年7月16日，前蘇聯質子號（Протон）火箭將科考衛星送入太空，自此正式開啟運載火箭的時代。1969年7月20日，美國土星5號（Saturn V）運載火箭首次將人類送上月球。當時，作為全球爭霸的唯二超級大國，幾乎所有的運載火箭都被美蘇壟斷。
1973年，在不甘人後的法國主導下，11個歐洲國家決定在太空領域開啟合作，並於當年成立了歐洲宇航局（ESA），歐洲人獨立的運載火箭計劃——阿麗亞娜1型項目也隨之開啟。
1979年12月24日，第一枚阿麗亞娜1型火箭成功發射。其後，歐洲宇航局和阿麗亞娜集團又相繼研發了阿麗亞娜2至5型運載火箭，這其中又以阿麗亞娜5型火箭最為成功，它在1996年首次發射。
22年以來，阿麗亞娜5型火箭肩負著運載幾乎所有歐洲國家衛星入軌的重任，目前已有超過170顆衛星借助阿麗亞娜5型火箭遨遊於太空。2018年9月，阿麗亞娜集團還隆重慶祝了阿麗亞娜5型的第100次發射。
在這百餘次發射過程中，除了頭兩次試驗驗證階段的失敗爆炸外，阿麗亞娜5型火箭在正式服役階段的失敗率一直保持為零。
阿麗亞娜5型已經被廣泛證明是成熟可靠的。此時，SpaceX出現了。
和SpaceX的獵鷹9號以及重型獵鷹相比，阿麗亞娜5型明顯落後於時代。阿麗亞娜5型設計時的初衷是攜帶大型科研衛星或者兩顆重型通訊衛星進入太空軌道。但如今衛星小型化、輕量化的趨勢已經不可阻擋。
與數十年前太空競賽時代相比，甚至是和十年前相比，要湊到同時發射兩顆重型衛星的機會變得越來越困難。
2014年，全球範圍內仍有29顆地球同步軌道衛星待發射，這個數字在2017年降到了10顆。2019年，阿麗亞娜5型火箭已確認的發射訂單僅為6筆，而2020年則是尷尬的零。
越來越少的發射訂單、高昂的單次發射成本使得阿麗亞娜5型變得越來越不經濟，甚至給阿麗亞娜集團帶來了巨額的虧損，不得不愈發依賴於歐盟的補貼。
SpaceX所帶來的壓力是巨大的。獵鷹9號的發射成本約為6200萬美元，內部人士稱，阿麗亞娜5型的發射成本為1.78億美元左右，是前者的近三倍。
從德國宇航局到衛星製造商OHB，甚至是阿麗亞娜集團的母公司空客集團，都已經使用過SpaceX的獵鷹9號發射過衛星。在部分批評者看來，歐洲巨頭們選擇競爭對手的火箭，相當於是給阿麗亞娜5型判了死刑，這就像大眾集團的公司內部用車選擇了特斯拉一樣諷刺。
正是在這樣的背景下，阿麗亞娜6型火箭被提上了日程。
6型火箭還是5 Plus？
在法屬圭亞那的歐洲航天發射基地，距離發射台僅四公里開外的廠房內，阿麗亞娜6型的原型火箭正在如火如荼地建設著。
來自阿麗亞娜集團官方的消息稱，6型火箭將在確保和上一代機型具有同等可靠性的前提下，將成本壓低四成以上。節約成本的關鍵在於對研發資金的壓縮以及生產方式的變革。
“少有創新，多為改進”，是歐洲專家給阿麗亞娜6型火箭的評語。的確，阿麗亞娜6型火箭的所有關鍵技術和主要部件，都能在現有的運載火箭上找到出處。
為了保證發射的靈活性，阿麗亞娜6型火箭又分為阿麗亞娜62型和阿麗亞娜64型。前者包括兩個固體燃料助推器，能夠運載4.5噸重的衛星至地球同步軌道；後者包含四個固體燃料助推器，能運載12噸重的衛星至地球同步軌道。
阿麗亞娜6型火箭、獵鷹9號以及質子M型火箭對比圖 圖源：AFP
其中，決定運力的固體燃料助推器其實僅是加長版的織女星（Vega）火箭。早在1998年，意大利太空署就已和歐洲航天局合作研發改款火箭，2008年，該款火箭已能成熟可靠地發射。
2018年7月16日，阿麗亞娜集團宣布完成了全新的固體燃料發動機P120C的點火測試。儘管該款發動機被視為阿麗亞娜6型的核心競爭力之一，但P120C本質上仍僅是織女星火箭的第一級固體發動機P80的改款，而P80服役已超過10年。
在阿麗亞娜6型火箭的主體部分，其一級火箭發動機使用了火神2.1（Vulcain 2.1）氫氧發動機。火神氫氧發動機的歷史可以追溯至1978年，自1986年火神發動機正式投入使用以來，它一直都是阿麗亞娜系列火箭的主力發動機，這其中又以阿麗亞娜5型的火神2.0發動機最具有代表性。
相比於火神2.0，火神2.1發動機除了略微提升真空推力和燃燒室壓力之外（分別為1370 kN和12.08 MPa），唯一的革新之處體現在生產過程中大量使用了雷射焊接、雷射增材和3D列印技術，並通過這些改變將組件數量大大降低以達到節約成本的目的。
真正被視為創新之作的火神3.0和火神X發動機，截至目前都未有運用在阿麗亞娜6型火箭上的計劃，其背後起決定性因素的仍是成本。
阿麗亞娜6型火箭的唯一亮點也許在於二級火箭發動機。作為最終負責引導衛星入軌的發動機，二級火箭發動機（注：阿麗亞娜6型僅有二級）被視為運載火箭最核心的技術。根據阿麗亞娜集團的描述，阿麗亞娜6型所使用的達文西（Vinci）發動機支持四次點火，使其在一次發射過程中將多個衛星送入多個軌道成為可能。
達文西發動機也已經15歲高齡了。該款發動機本應在阿麗亞娜5型（5型ECB）火箭上得到使用，但受累於嚴重滯後的研發進度不得不取消。
在研發領域上，阿麗亞娜集團節衣縮食，但是生產製造技術的革新卻大獲成功。在德國不萊梅，阿麗亞娜6型火箭的二級火箭發動機生產線將在該工廠從零開始鋪設。阿麗亞娜集團的生產主管卡爾·海因茨（Karl-Heinz Servos）在接受歐洲媒體採訪時說：“從生產流程到物流控制，一切（變化）都是為了節省開支。”
以固定工位、流水線生產甚至精益生產的理念來製造阿麗亞娜6型火箭被視為降低成本的核心，畢竟這一模式已被歐洲汽車企業和空客集團證明了可行性。
在阿麗亞娜5型火箭的時代，其鋁製外殼表面完全由人工清潔並進行粗糙處理，現在則全部由雷射處理，隨後由機器人負責噴塗隔離層。
據海因茨透露，阿麗亞娜6型完全投產後，每一枚火箭在流水線上每個工位最多停留五天，一枚火箭的生產周期最多持續一個月。
以阿麗亞娜集團不萊梅工廠生產二級火箭發動機的產能計算，兩班製情況下，該廠全年能確保生產12台火箭發動機，三班製情況下則為18台發動機。
航天市場還需要新玩家嗎？
與阿麗亞娜集團一切從成本出發的“吝嗇”相比，該集團的大金主——歐洲航天局也不遑多讓。根據歐洲航天局的規劃，2020年6月阿麗亞娜6型火箭可開始運載衛星進入太空。
但歐洲航天局並不願意為此資助阿麗亞娜集團過多的資金。
作為空中客車集團和賽峰集團的子公司，阿麗亞娜集團將投資4億歐元研發6型火箭。但研發6型火箭預計至少需要35億歐元，剩餘資金則來自於歐盟總部以及歐洲航天局。
按照歐洲航天局的設想，阿麗亞娜6型火箭一方面將成為歐洲太空機構的主力運載火箭，猶如其前輩一樣；但另一方面，也希望阿麗亞娜集團能夠像SpaceX一樣征戰商業航天市場，以期達到自負盈虧的目標。
“如果歐洲希望我們能夠和SpaceX在市場上競爭，那麽我們毫無機會”，阿麗亞娜集團主席阿蘭·查莫（Alain Charmeau）在一次會議上公開說道，“這是場不公平的賽跑，因為從一開始我們所追求的就是不同的。”
即使拋開技術因素和資金問題，阿麗亞娜6型火箭和SpaceX的獵鷹9號相比，其濃鬱的政治色彩已經給前景蒙上了一層陰影。
與以商業為導向的SpaceX相比，阿麗亞娜6型火箭本質上是個政治掛帥的項目。
歐洲航天局的各個參與國需要一種可靠的新型運載火箭用於發射導航、通訊以及科學衛星，以徹底擺脫對俄羅斯、美國和中國的依賴。在確立這個最高目標之時，SpaceX甚至都沒有誕生。此外，將耗資巨大的研發測試工作分攤到歐洲各國的研究機構，也被視為促進歐洲文化科學領域大一統的重要推動力。
這其中唯一缺乏的是對火箭製造商本身的商業考量。
令阿麗亞娜集團倍感壓力的是，距離阿麗亞娜6型火箭首次發射僅剩18個月，但該火箭的發射訂單仍然乏人問津。
目前阿麗亞娜集團能夠確認的發射訂單僅有8筆：歐洲航天局資助首次發射，歐盟理事會另預定了兩次歐洲伽利略導航衛星的發射，歐洲天氣衛星應用組織（Eumetsat）預定了4至5次衛星發射，最後一筆發射訂單來自於法國軍方的偵查衛星。
這個訂單數量遠少於阿麗亞娜集團一年12枚火箭的產量。
“如果我們能夠拿下5筆歐洲科研機構的發射訂單，那肯定就能夠再吸引7筆商業訂單，這樣的話，能把成本再降下來50%。”阿麗亞娜集團德國區總裁皮埃爾·戈達特（Pierre Godart）在接受德媒採訪時指出，突破點在於爭取科考衛星訂單。
在商業衛星仍處於起步階段時，國家機構的衛星發射訂單是打開市場最好的敲門磚。2018年，SpaceX就斬獲超過10筆類似訂單，但阿麗亞娜集團僅獲得1筆。
“尚未問世就已落後”，也許就是阿麗亞娜6型火箭舉步維艱的根本原因。
在獵鷹9號已經成功實現火箭回收的當下，仍然通過生產控制成本的一次性火箭顯然缺乏優勢。為了確保公司盈利能力，阿麗亞娜集團預計到2022年，將裁員2300人，這將是總員工人數的四分之一。
面對挑戰，歐洲人的下一步會怎麽走？是加快阿麗亞娜6型的研發，使其更具有競爭力，還是通過行政手段將歐洲所有發射訂單全部交給予阿麗亞娜集團，即便它比中國或者俄羅斯火箭更加昂貴？又或者選擇放棄獨立自主通向宇宙的大門？
戈達特對此保持了樂觀。畢竟全新的普羅米修斯（Prometheus）火箭發動機已經在研製，該款發動機預計可重複使用且成本僅為目前火神發動機的十分之一。
“2030年時，新款的阿麗亞娜6型火箭將會脫胎換骨。”戈達特說。
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