去年12月22日,日本新一代运载火箭H3的F38号机搭载引路二号导航卫星发射升空,此次发射最终以失败告终。起初不少人误以为这只是一次常规的航天发射失利,随着后续数据分析与画面曝光,人们才发现此次事故的过程极具特殊性,背后的原因更是超出预期。
发射约4小时后,火箭二级与卫星均重入大气层烧毁,宣告任务彻底失败。
事故初期,日本宇宙航空研究开发机构对外披露的信息显示,火箭二级发动机二次点火失败,原计划持续燃烧260多秒的发动机仅工作了1秒。但随着对发射过程中搭载相机拍摄画面的深入分析,真正的事故脉络逐渐清晰,整流罩分离异常才是引发后续一系列问题的核心诱因。
从拍摄画面来看,火箭发射3分40多秒后,整流罩分离环节出现明显异常。将此次发射画面与今年2月H3火箭F5号机的成功发射画面对比,能清晰观察到F38号机整流罩分离时的气体喷射状态存在差异,同时卫星疑似已出现受损迹象。后续星箭分离阶段的画面进一步证实了异常——卫星并非按预设轨迹平稳脱离,而是从侧方翻滚着离开箭体。
根据现有分析,此次事故的连锁反应逻辑已基本明确。首先是整流罩分离失败,分离过程中整流罩与火箭二级发生剧烈碰撞。这一碰撞直接导致卫星的有效载荷适配器损坏,同时还波及了火箭二级的多个关键设备,包括液氢管路和氦气增压系统,推测这些设备在碰撞中出现泄漏。
设备泄漏直接引发了新的问题,火箭二级的液氢燃料箱压力开始持续下降,搭载的215B3发动机推力随之降低。
数据显示,第一次点火停止时,发动机的燃烧压力仅为正常状态的65%左右。为了弥补因结构受损导致的推力损失,地面控制团队决定延长二级发动机的第一次点火时间,最终实际点火时长比原计划多出约24秒。
尽管采取了补推措施,但由于发动机进气压力进一步下降,后续的二次点火未能达到稳定燃烧状态,仅工作1秒后就提前停止。在这一过程中,火箭出现减速现象,而卫星与适配器因惯性作用,仍保持着此前的加速度。再加上此前适配器已被碰撞损坏,无法稳定连接卫星与箭体,最终卫星被直接甩离箭体。
有网友通过动画还原了后续可能发生的场景:火箭二级在短暂点火1秒后再次产生推力,向被甩离的卫星方向冲去,两者发生碰撞。不过这一环节尚未得到官方证实,目前仅作为民间推测。但仅就整流罩异常引发卫星被甩离这一已确认的过程,就足以说明此次事故的特殊性。
值得注意的是,日本航天史上曾出现过类似的整流罩相关事故。1969年,日本在开展M系列火箭早期探索时,就曾发生过整流罩打开失败并撞击火箭本体的情况,最终导致火箭姿态失稳。两次事故的相似之处,也让此次H3火箭的整流罩分离异常更受关注。
日本宇宙航空研究开发机构H3项目团队负责人有田诚已明确表示,此次事故不能仅将原因局限于火箭二级发动机,需要对整个系统重新进行全面审查,在查明原因并采取有效对策前,无法开展下一次发射。
航天发射是一项集众多尖端技术于一体的复杂系统工程,任何一个环节的微小失误都可能引发连锁反应,导致任务失败。此次H3火箭的发射失利,再次凸显了航天工程中每一个细节的重要性。
整流罩作为保护卫星穿越大气层、抵御气动载荷的关键部件,其分离过程的可靠性直接关系到任务成败。目前,关于此次事故的详细调查仍在推进中,后续更多技术细节的披露,将为航天领域的技术改进提供重要参考。
对于航天探索而言,失败也是积累经验的重要过程,每一次事故后的复盘与改进,都是推动航天技术不断进步的必要代价。
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