出品/星动无极

一架直升机在意大利撒丁岛的军用靶场上空约3公里处释放了一艘全尺寸试验模型,减速伞按计划张开,随后本该接续展开的主翼伞在展开过程中脱离,模型失去减速能力后直接坠地。这是欧洲空间局Space Rider项目10月6日空投试验的完整过程,事件细节直到10月22日的欧空局理事会媒体通报会上才由航天运输总监热拉尔迪娜·纳雅对外确认。

坠地的不是飞船本身,是一艘按返回舱尺寸、质量与转动惯量复刻的等比例模型,尺寸大致相当于两辆小型厢式货车,机上装有支持自主制导与导航的航电设备,但没有按航天标准制造。欧空局称已回收模型的全部部件。独立的调查委员会已经成立,纳雅表示调查方尚未确定翼伞脱离的原因。

Space Rider的返回方式在现役航天器中独一份。它采用无翼升力体构型,从轨道返回后不靠机翼滑翔,也不靠普通降落伞自由坠落,而是先出一顶减速伞,再展开一顶可操纵的翼伞,靠翼伞的升力把落点导引到跑道上,做跑道式着陆。公开报道给出的翼伞尺寸是长27米、宽10米。再入舱本体约4.6米,主承包商为泰雷兹阿莱尼亚航天,阿维奥为共同承包商。

这次空投要验证的正是减速伞到翼伞的完整交接序列。纳雅在通报会上说,此前的鉴定试验已经分别验证过翼伞展开、自主制导以及减速伞到翼伞的过渡这些单项环节,10月6日这次是系统级的最后一关。单项都过了,串起来却没过,问题大概率出在接口、释放机构或者时序上,这也是调查委员会首先要排查的方向。

试验节奏此前已经延误过一次。今年5月的一次尝试在准备阶段因传感器报警而中止,模型未及释放;靶场随后在6月至9月期间不可用。这次靶场位于撒丁岛的萨尔托迪奎拉,由意大利国防部运营,空投试验自4月起与意大利空军合作展开。也就是说,等到下一次机会要跨过近半年的靶场空窗,代价不小。

欧空局对进度影响的判断是明确的。纳雅说,剩余鉴定活动不在Space Rider研制的关键路径上,调查期间研制工作可以继续推进,但她也补充说调查委员会完成工作后会重新审视时间表。欧空局目前仍把首次轨道飞行定在2028年上半年,由织女星C火箭发射。这个节点属于待验证安排,最终取决于调查结果。

热防护部分的进展比着陆系统顺利。今年早些时候,Space Rider的防热材料在等离子体风洞中完成了约1600摄氏度的考核,覆盖了返回过程中热载荷最剧烈的一段。风洞试验解决的是能不能扛住再入,撒丁岛的空投解决的是扛住之后怎么落地,两件事分属不同环节,前者的成功不能替代后者的验证。

可重复使用是Space Rider的设计前提。这艘无人飞行器计划在近地轨道停留约两个月,把科学实验载荷送上天再带回来,着陆后经过检修再次执行任务。跑道式精确着陆之所以被反复强调,是因为它决定了回收后的整备成本——落在海上或落在荒漠,与落在跑道上完全是两套维护账。翼伞是可重复使用能够成立的关键部件,也是这次试验唯一没过关的部件。

欧洲在可重复使用上的处境值得单独说明。Space Rider是目前欧洲唯一在研的可返回轨道飞行器,商业运载方面阿丽亚娜6号近期还因涡轮泵问题把复飞推后。与中国和美国同时推进多条复用技术路线相比,欧洲的可用选项有限,单个部件的故障对整个计划的影响因此被放大。

从工程流程看,空投试验是唯一能在地面复现完整着陆序列的手段。真实再入过程涉及气动减速、热防护和姿态控制多个环节,任何一次真实的轨道返回都要付出整艘飞行器的代价,用等比例模型从直升机投放,等于把最末端的着陆段单独切出来反复验证。这种切分方式是航天研制中的常规做法,代价可控,信息量却不低。

翼伞系统本身的难度容易被低估。普通降落伞只需要保证开伞可靠,翼伞还要在开伞后维持可控飞行并完成导引,涉及充气时序、伞绳张力分布、操纵机构响应和自主制导算法的耦合。任何一个环节出问题,都会表现为"展开异常"这四个字,背后的机理要靠回收件与遥测数据逐项排查。欧空局称已回收全部部件,这给了调查方实物证据,比只靠遥测更有利于定位故障点。

纳雅在通报会上把这次失败定性为不幸但重要的事件,理由是测试和验证本身就是航天系统研制的一部分。这个说法在工程上有依据,等比例模型坠毁换取的是真实故障数据,比在首飞时才暴露同样的问题代价小得多。真正需要观察的是调查结论何时公布,以及结论出来之后2028年上半年这个节点是否调整。信息来自欧空局通报会、Space.com、European Spaceflight与Aviation Week,核验状态交叉核验。