歐洲航天的雄心：赫爾墨斯空天飛機工程與哥倫布空間站計劃

小火箭出品

本文作者：邢強博士

本文2524字，18圖，預計閱讀時間：5分鐘。

阿麗亞娜

在《美國與歐洲軍事與商業火箭競爭風雲錄》這份報告中，小火箭詳細敘述了以法國為首的歐洲發射集團與美國的太空梭、大力神、德爾塔還有宇宙神進行國際發射業務競爭的往事。

當時美國政府的策略，如今看來，是這個樣子的：太空梭投入了巨大的資金，而全世界範圍內，除了蘇聯、中國等少數國家外，只有美國擁有將衛星可靠送入軌道的能力，並且對於大型衛星的研製和發射，美國擁有技術上的絕對優勢。

通過設定限制，只允許美國的載具來發射美國研製的衛星，可以把市場盈利鎖定在美國。再通過原則上只允許由太空梭來發射，可以逐漸收回研製太空梭的成本。

當國外客戶對衛星在軌交付的需求成長起來之後，巨額的發射費用將會由越來越多的國家來買單，這是個一本萬利的生意。

然而，以法國為首的歐空局研製的阿麗亞娜運載火箭橫空出世，打破了美國人的如意小算盤。

上圖是小火箭攝於法國某地的一枚阿麗亞娜1號運載火箭。攝影：邢強。

1979年12月24日，阿麗亞娜1號運載火箭首次發射即告成功。這在當時的運載火箭裡面是不多見的。

後來，隨著阿麗亞娜系列運載火箭的崛起，美國的市場份額縮減為36%，而法國的市場份額佔到60%。

小火箭覺得，尤其值得一提的是阿麗亞娜-4運載火箭。該火箭發射116次，僅失敗3次，成功113次，成功率為97.4%！

使神

進入上世紀80年代，以法國為首的歐空局在國際衛星發射市場上已經可以和美國分庭抗禮了。（甚至在上世紀90年代開始，佔據了相當有利的優勢地位。）

但是，法國人意識到，有一樣東西，他們還沒有：

那就是既能夠充當天地往返的載人擺渡車，又能夠承擔大型太空梭的貨運任務的太空梭。

於是，一個大膽的計划出現了：

發展歐洲人自己的太空梭，讓歐洲具備自主的載人能力和大型航天器的在軌交付能力，同時為歐洲人自己的空間站提供技術儲備。

這就是使神工程的由來。

使神工程，按照音譯，應該譯作赫爾墨斯工程。

當然，赫爾墨斯HERMES的另外一種常見的譯名，叫做：愛馬仕。

赫爾墨斯是羅馬/希臘神話體系中，他是眾神之王宙斯和女神邁亞的兒子，是奧林匹斯十二主神之一，是旅行者的守護神，同時掌管牧羊人與牧牛人，兼職掌管辯論、詩與文字、體育、度量衡和商業，是代眾神履行信息和物資傳奇使命的使神。

早在19世紀，希臘就以赫爾墨斯的形象作為郵政系統的標誌了。

歐洲的赫爾墨斯工程，或者說使神工程，這個名詞，就足見歐洲人當年對自己擁有載人能力和更強的貨運能力的渴望。畢竟赫爾墨斯是旅行者的守護神。

實際上，我們今天看來，這個想法還是有一定遠見的。

大家不妨和小火箭一起來看看，這些年，俄羅斯的載人版聯盟火箭對每位宇航員的報價：

上圖是我根據小火箭資料庫的統計，製作的俄羅斯聯盟飛船對美國宇航局的報價。

單名宇航員（1個座位）的報價，從2007年的不到2500萬美元，在2012年也就是美國太空梭退役後的1年，翻番了，飆升為5000萬美元。到了今年（2018年），這報價已經在上探8000萬美元了！

嗯，漲成了十年前的3.2倍。

馬克·吐溫老爺子在他的成名作《湯姆·索亞歷險記》裡面，有過這樣的說法：

「人類的行為有這麼一個法則：那就是，為了要使一個大人或小孩極想干某樣事情，只需要設法把那件事情弄得不易到手就行了。」

嗯，怪不得那麼多人想上太空，因為實在是不容易。

歐洲的使神工程，準備研製像上圖這樣的空天飛行器。

使神號能夠攜帶3位宇航員和3噸重的貨運（加壓艙）進入太空，發射質量21噸。

設計獨特的翼尖空氣動力舵面、複合式襟翼以及升力體式機身，在法國國家空氣動力中心做了充分地實驗驗證。

1987年11月，使神工程正式立項。

同年，法國達索公司專門為使神號空天飛行器研製的能夠持續耐受1600℃高溫20分鐘以上的新材料通過驗收。

1988年，新的碳纖維複合材料和四餘度電傳操縱系統通過驗收（ 原本是給先進戰鬥機計劃預研的）。

第二年，三餘度液壓作動器出廠。

進入上世紀90年代，使神號的所有關鍵技術都已被突破，準備進入試生產階段。

使神號，計劃能夠執行4類任務：

第一，在赤道上方810公里處進行在軌30天的自主飛行（軌道傾角0°）；

第二，與歐空局哥倫布號空間站進行對接（軌道傾角60°）；

第三，與美國宇航局的自由號空間站進行對接（軌道傾角28.5°）；

第四，支持歐洲的大型無人對地觀測衛星（軌道傾角98°）。

後來，大家也就比較清楚了，蘇聯解體。

鐵幕破碎的世界，出現了奇妙的變化，俄羅斯與美國開始在空間站領域深度合作。美國原計劃的自由號空間站，與俄羅斯的大型空間站實現了聯合，這就是國際空間站的雛形。

歐洲人認為，單方面與美國進行全面競爭的時代過去了。可以通過同時與美國和俄羅斯人的合作，讓這兩個國家幫自己執行載人航天任務。如果美國太空梭要價高，就去找俄羅斯的聯盟飛船，反之亦然。

於是，使神工程在1992年中止。

那麼，歐洲人的哥倫布號空間站的計劃後來怎樣了呢？

哥倫布號空間站歷經多次改裝，擁有了和俄羅斯、美國的空間站相同的介面標準，並更名為哥倫布號實驗艙。

2006年5月27日，一架空客大白鯨運輸機裝載了哥倫布號實驗艙，準備運往美國卡納維拉爾角發射場。

2008年2月7日，美國亞特蘭蒂斯號太空梭將代表歐洲人的空間站夢想的哥倫布號實驗艙送入太空。

隨後，通過宇航員的多次太空行走以及加拿大機械臂的默契配合，哥倫布號實驗艙被穩妥地對接好，成為了國際空間站的一部分。

火箭

使神工程中止了，哥倫布號空間站最終成為了國際空間站的哥倫布號實驗艙。

那麼，當年的計劃裡面，用來把使神號和哥倫布號送入太空的火箭怎樣了呢？

答：變成了阿麗亞娜-5號！

當年使神號空天飛行器的項目負責人的合影。身後的火箭，後來就發展成了歐洲最大的在役運載火箭：阿麗亞娜-5號。

原本用來將空天飛行器送入預定軌道的2台固體助推器+液體火箭芯級的構型，形成了阿麗亞娜-5號運載火箭的雛形。

這就是在阿麗亞娜-5型運載火箭腳下向上看的感覺。邢強，攝於2017年。

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