“宇宙大国”的半吊子航天,为何总是功败垂成?(组图)






最近,韩国的全国产火箭发射又双叒叕失败了。

该“世界”号运载火箭(KSLV-Ⅱ)在位于全罗南道高兴郡的罗老宇宙中心点火发射,大家伙看着飞行很顺利,几级火箭也正常工作,想着这次应该稳了。没想到啊,就差那么一点点,火箭没有成功把卫星送到轨道上。这就尴尬了,十分打击“宇宙大国”国民的自信心。

当然了,宇宙国民也十分会挽尊,自称成功了99%,卫星只是那1%,小意思嘛。

其实韩国的航天事业在80年代就起步了,但是发展到现在,连北边的朝鲜兄弟都比不过了,这是怎么回事呢?


▲韩国“世界”号运载火箭(KSLV-Ⅱ)





1.韩国为啥那么执着于航天?



对于一个国家来说,航天事业是衡量科技实力和经济实力的最重要指标之一,真的是要有一定的国力才能玩得转。

从上世纪50年代开始,苏美欧中日等国家相继开启航天工作与竞争,越来越多的卫星和航天器飞到了太空中。他们无一例外,都有着比较靠谱的科研团队和支持航天科技的经济基础。可以说航天基本上是强国的专利。

韩国虽然从地球面积来说是小国,但是作为宇宙大国,怎么能不会航天呢?在技术和人员储备都很薄弱的情况下,韩国坚持不懈地对航天事业发起冲击。驱动韩国变身宇宙大国的主要是两大因素:

一是经济崛起的自信。

20世纪60年代以来,韩国凭借“出口主导型”经济战略,实现了经济飞速发展,造船、轮胎、汽车、钢铁等产业均位于世界前列,创造了所谓“汉江奇迹”,与中国香港、新加坡、中国台湾并称“亚洲四小龙”,与日本和新加坡成为亚洲唯三的发达国家。

作为一个千年附属国,韩国人的民族意识在日据时期得以激发,在朝战后随着经济发展不断强化。虽然还是美国的小宠物,但是却养成了近乎病态的民族自尊心,在包括航天在内的尖端科技上也要争一争。

二是北边兄弟和宿敌日本的压力。

在20世纪50年代,若不是美国爸爸及时救场,韩国已经被北边兄弟统一了。朝战结束后,朝鲜奉行先军政治,一直在增强自己的军事势力,可以说随时做好再度南下的准备。

21世纪以来,朝鲜更是进行了核试验,又成功地将卫星发射上天,进而把导弹打到日本家门口,这不仅吓到了日本,更让南边的韩国心惊胆颤。

他们想如果没有美国爸爸的保护,自己怎么打得过朝鲜呢?而作为宠物是不能拥有核武器的,因此只能发展出对应的导弹技术来应对,航天用的火箭和导弹技术本就是相辅相成的。


▲朝鲜火箭发射架



至于日本,虽然同样是美国爸爸的宠物,但是毕竟曾经做过列强,国力和科技要比韩国强很多,同时也是航天强国。韩国因为被殖民的历史宿怨、经济竞争关系和“独岛”之争,对日本有着强烈的敌视心理,网上怼日本最厉害的就是韩国网民。为了和日本竞争,韩国也必须发展自己的航天技术。



2.磕磕绊绊,发展缓慢

不甘落后的宇宙大国,在1989年迈出了自己飞向宇宙的第一步。韩国在这一年建立了国家航空航天研究所(KARI),统筹各个高校和研究所,吸收美国和其他国家的航天技术,一起研制自己的卫星和火箭。紧接着在全罗道建设了罗老宇宙中心。

2006年,韩国又建立了国家宇宙委员会,审议国家的航天政策并决定与宇宙有关的各个事项,正式行使宇宙国的职能。

韩国在制造业方面还是可以的,1992年就制作了第一颗人造卫星“我们的星(1号)”。尽管名字看起来比较中二,但至少是完成了。但是当时韩国还没有研制出火箭,所以是借助欧洲的“阿里安”火箭发射的。

90年代韩国研制了多颗卫星,都是买了美国或者其他国家的机票上的天。


▲韩国罗老宇宙中心

那么韩国怎么不用自己的火箭?当然是没有做出来了。

在美国的帮助下,韩国分别于1993年和1997年成功研制了KSR-1和KSR-2固体燃料探空火箭,2002年又发射了首枚液体燃料三级探空火箭KSR-3。飞是飞上天了,但是体积和载荷太小(高14米,直径1米),飞行距离才80公里,这种幼年体火箭可能也跟现在一般企业或个人自研的火箭差不多,根本就没法飞到近地轨道,也带不动人造卫星。



▲从KSR-I到KSR-3的火箭构型

尽管是幼年体火箭,韩国通过这几次发射成功,自信心瞬间上来了,准备直接上马KSLV-I罗老号运载火箭项目。但是运载火箭是不同段位的先进火箭,特别是第一级火箭的技术难度较大,韩国还研制不出来,美国爸爸又不肯给自己这种先进技术,所以宇宙国将目光转向了俄罗斯。

这里需要先科普一下“多级火箭”的概念。现代火箭分为单级火箭和多级火箭两种。其中多级火箭一般采用二级或三级推进模式,后者为当前主流火箭,分为三级三段,每一级火箭都带有发动机。

具体而言,火箭发射后先由第一级火箭做动力助推,飞到大气层外边的时候第一级火箭脱离,第二次火箭调整好角度后继续助推。到了接近目标轨道的预定轨道时,第二级火箭脱落,第三级火箭送航天器或卫星到目标轨道。如果是二级火箭,那么第二级火箭点燃后就会直接把航天器或卫星送到目标轨道。

航天器在天上飞,自然是身体越轻越省燃料。因此用多级火箭时,前一级火箭就可以在完成助推任务时把自己抛弃,让下一级火箭更省力。下一级火箭也可以趁机调整飞行角度和动力,以适应不同空间层的飞行需要。

这就好比在一根棍子上竖着黏上三个窜天猴,最下面一个点燃后先推20米,烧完后第二个窜天猴接着点燃推进到40米,第三个窜天猴再把棍子推到60米的高度。而火箭就是可以自动和人工调控飞行方向和动力的窜天猴。


▲运载火箭构造



2005年,韩国向俄罗斯购买了第一级火箭。俄罗斯不愧是做过多年军火生意的老卖家,对宰客的操作得心应手。它跟韩国开出了高价,却只卖产品不卖技术,韩国只能拿着俄罗斯的一级火箭和自研的二级火箭拼装成KSLV-I罗老号二级运载火箭。

一级直径2.9米,采用RD-191液氧/煤油发动机,重140吨,高30米,起飞推力170吨,能把重100千克的卫星送入低地轨道。而韩国自研的二级火箭推力才8吨,看看二者这鲜明的实力差距。

韩国想着反正主要靠俄国的一级发动机上天,拼装的应该也能用,结果两次发射两次失败。而朝鲜在2009年成功发射完全自主研制的银河2号三级运载火箭,尽管重量不如老罗号(79吨),但是射程达到4000公里,达到了当初中国第一款运载火箭“长征一号”的水平。2012年,朝鲜来了个二连射,将“银河3号”三级运载火箭也送上了天。


▲“罗老”号火箭和“银河3”号火箭数据对比



面对北边兄弟的挑战,韩国人赶紧总结经验教训,继续完善二级火箭的配置,终于是在2013年发射成功了这款俄罗斯部分主导的罗老号火箭,将一颗100千克的科学卫星送入了近地轨道。

这下朝韩两国有点当年美苏航天竞争内味了。

韩国各主流报纸开始大唱赞歌:“罗老号发射成功,成就大韩民国太空梦”、“罗老号终于开启宇宙之门,韩国跻身太空俱乐部”等等。《来自星星的你》也是这一年出品并风靡全国的韩剧。

尽管主要靠外国的帮助才能发射,但是韩国还是借此积累了一定的运载火箭系统技术、上级火箭技术等。恰好20世纪00年代的韩国取得了卫星技术上的突破,一批科技含量较高的人造卫星问世,其中包括一批通信、遥感气象卫星和多用途卫星,收集到的部分数据甚至还卖给其他国家。

但是在富有民族自尊心的韩国人眼中,依靠外国装备和技术并不能真正让自己成为宇宙国民,还是要全用自己的火箭技术。在KSLV-I号第三次发射之前,韩国就启动了KSLV-II号火箭的研制。这是一款全新型号的三级火箭,在韩语里是“世界”号的意思,也就是这一次发射失败的火箭。

它总结了韩国人对于俄罗斯第一级火箭的技术认识,目标是将1500千克的有效载荷送入600-800千米的低地球轨道(LEO),或者将2600千克的有效载荷送入300千米的低地球轨道。

这里真就只是总结技术认识,因为它受限于技术能力,实在没法仿造俄罗斯火箭,不能发挥韩国人的“传统艺能”,只能自行研制一款类似的第一级火箭及发动机,前后的研发工作花了近十年的时间。

当然了,韩国人着力打造该运载火箭不只是为了在航天上争口气,保证国防安全的需要也是主要因素。朝鲜发射的卫星虽然水平较低,但是已经具备了监视朝鲜半岛情况的能力。韩国要想不在发生冲突的时候被单向透明,也必须要打一些能够用来盯朝鲜的军事卫星上去。至于两国的地面冲突不需要用到火箭和远程弹道导弹这种东西,大炮就够了。

为了确保这一韩国倾力打造的“全国产”火箭能够发射成功,特别是检验其KRE-075发动机的性能,韩国KARI先行建造了一款该型发动机驱动的单级火箭TLV。单级火箭对于韩国来说并不是很难的事情,这一次发射也在2018年11月获得成功。韩国航天部门大受鼓舞,莫非这次咱们真能一举证明自己是宇宙国民了?


▲组装完成的KSLV-II一级

2021年10月21日17时,罗老宇宙中心晴空万里,全长47.2米、重200吨的“世界号”火箭正式准备从宇宙中心出发,全韩国的人民都在等着这一刻。中控台播报着实时情况:火箭顺利升空,一、二级正常分离,整流罩正常分离,模型卫星在700公里高度成功释放...糟糕,第三级火箭发动机宕机了!

韩国人民紧张不安地等待着火箭恢复正常,但是很遗憾,航天器未能达到每秒7.5公里的飞行速度,最终未能进入预定轨道。如果用印度三哥的标准看,能够飞到太空中已经算成功了(100%)。但是用五大常任理事国的标准,你卫星都没放进轨道,成功了个寂寞?(50%不到)。而按韩国网友的标准,这是成功了99%。

总而言之,这一成就对于韩国来说还真是不小的进步,成功地超越了我国上世纪70年代的“长征一号”火箭,接近于“长征二号”的水平。不出意外,这样的标准招致各国网友,特别是航天强国网友们的群嘲,而韩国网友们盲目自信的样子更加剧了大家的群嘲力度。


3.心比天高,技比纸薄



尽管屡战屡败,韩国总统文在寅表示没关系,总结经验教训,明年五月继续发射。甚至顺势宣布了未来10年的航天计划:在2027年前完成5次“世界”号火箭的发射,并在2030年用该火箭将航天器送入月球。

你可能会下意识地想到:这是在想屁吃!那么笔者就来找找韩国航天之路为何连朝鲜都不如的原因。

首先,美国爸爸限制了宇宙国的发挥。美国在韩国驻军,是为了让韩国成为驻扎在东亚地区遏制中俄的一个前进基地。美国对韩国是利用和吸血的关系,可以加强韩国的武备,却不可能让韩国拥有能够威胁自己本土的核武器和洲际导弹技术,所以在火箭技术上一直对韩国进行保留和限制,并且拿死了韩国的军队指挥权。

而朝鲜是主权上独立自主的国家,航天技术发展基本上是不受外国限制的。然而很多天真的韩国人,却认为美军是他们想请就请,想赶就赶的保镖,真就把自己当成了宇宙国民,可以无视美国这个仅仅是地球上的霸主。

其次,基础薄弱,缺乏后劲。韩国虽然经济上有一定的实力,但是受限于国土面积和人口,以研究机构为中心的发展模式和市场需求较小,教育资源不足,难以形成完善的航天产业体系和人才培养体系。

韩国的航天部门团队加起来才两三千人,无法承担类似中美俄这种级别的航天任务,只能小步慢跑,与这些国家的差距越拉越大。航天产业收入每年才8亿美元左右,也不足以支持韩国大搞航天事业。

此外,韩国也没有北边兄弟那种高度集权搞火箭的体制,很难集中国家力量去攻关。因此这样的局面在短时间内是难以彻底扭转的。

最后,心浮气躁,谋求跨越式发展,不懂“一步一个脚印”的道理。韩国在经济起飞后,各方面都急于打造宇宙大国的国家形象,忽视社会经济发展的客观规律,以至于闹了不少笑话,航天就是典型代表。

早在1996年幼年体火箭时期,韩国就宣称到2015年的20年间将研制发射包括遥感、科学试验卫星等在内的20颗卫星,但是直到今年还没有完成目标。

2014年,韩国又公布了新的宇宙征服计划。提出从现在(2014年)到2020年,要做出近地轨道运载能力达到1.5吨的-2运载火箭。到2030年,该运载能力要翻一倍提高到3吨,并且实现发射市场化。到2040年,运载能力要再度翻倍,达到5到6吨,这样就能够发射比较大型的航天器。



▲韩国运载火箭开发路线图(来源:2014-2040年韩国航天发展中长期规划)



光从火箭技术的规划来看,这还不算太离谱,毕竟这里提到的近地轨道运载能力3t的火箭才是我国80年代研发的“长征四号”火箭的水准。

但是重点来了,该计划准备在2018-2020年用自主研制的火箭发射登月航天器并着陆,在2030年前要完成月球采样返回和火星探测与着陆。到2021年了,不仅登月航天器没影儿,连个全国产的火箭都没捣鼓明白,更别说去火星了。相对而言,最靠谱的还是最拿手的卫星技术的计划。

从虚浮的民族自信心而言,韩国和印度实在是卧龙凤雏。取得的进步确实值得肯定,但是他们国家的网友实在喜欢超级加倍地吹嘘,以至于贻笑大方。如果韩国航天能够秉持谦虚谨慎、扎实推进的风格,不搞那么多虚头巴脑的跨越计划和精神胜利法,那么凭借其较强的经济实力,发展前途不说赶上中美俄欧,超越朝鲜,逼近日本也不是不可能的事。

正经的火箭都没整明白,就迫不及待宣布要登月探火。韩国航天就像一个刚刚学会走路且一拐弯就会摔倒的孩子,却被要求直接上操场跑步。

推荐阅读