德尔它３终于发射成功

恢复名誉

德尔它3的首次发射是1998年8月进行的，携带的是一颗泛美卫星通信卫星。火箭升空1分钟后失去了控制，并发生爆炸。调查发现，造成此次失败的原因是动力学模型有错误，使箭上的控制系统无法纠正3台起飞后点火工作的捆绑助推器引起的"滚转不稳定"，造成控制方向的液压油耗尽。1999年5月，德尔它3再次发射，虽未箭毁星亡，但却因上面级故障将所携带的奥利昂3通信卫星送入了一条无用轨道。这次事故的最终调查报告于第三次发射前一周刚刚公布。报告认为，造成事故的原因是上面级RL10B-2发动机的燃烧室焊缝有缺陷，致使燃烧室破裂，并发生爆炸。在这种情况下，发动机提前关机，使卫星和上面级一起留在了那条无用轨道上，并不停地打滚。

这次发射的德尔它3火箭起飞重量331吨。由于是一次纯粹的试验性发射，它携带了一颗重4348公斤的模拟卫星，代号DM-F3。这与前两次发射均携带实用商业卫星形成了鲜明对比。第三次发射最初本来已确定要发射ICO星座项目中的一颗卫星，却因该项目后来陷入财务危机并为此进行了重组而落到了"无所事事"的境地。但为了向潜在用户证明火箭的能力，为这种新问世的火箭"恢复名誉"，消除两次发射失败带来的不利影响，波音公司最终还是决定"自费"尽快进行本次试射。

这次试射模拟了发射奥利昂3卫星时的飞行弹道和有效载荷动力学特征，目的是能对两次飞行的数据进行比较。火箭上安装了多种仪器，可采集约140路参数。德尔它3火箭共捆绑9台由阿联特公司提供的复合材料固体火箭助推器，其中6台在地面上点火工作，另3台为高空点火。火箭的起飞推力为4623千牛，其中6台地面点火捆绑助推器每台推力达622.3千牛，由洛克达因公司提供的芯级RS-27液氧/煤油发动机推力为889千牛。6台地面点火捆绑助推器于起飞后1分17秒在24公里的高空分离，随后3台高空点火捆绑助推器点火工作。这3台助推器在起飞后2分40秒分离。此后，直径4米的有效载荷整流罩被抛掉。RS-27芯级发动机一直工作到起飞后4分20秒第一级分离。此时飞行高度为157.5公里，速度为15马赫。

一级分离后，上面级RL10B-2发动机的碳/碳可延伸喷管（由欧洲动力装置制造公司提供）伸出。该发动机所用的推进剂装在由三菱公司制造的贮箱内。采用法制可延伸喷管的RL10B-2使德尔它3拥有了世界上性能最好的上面级。该发动机第一次点火工作持续9分钟，使火箭进入了194.6公里高的一条轨道。随后火箭在大西洋上空进行了8分钟的惯性飞行。这时该发动机二次点火，并工作2分36秒。模拟卫星于起飞后36分钟同上面级分离。

部分失败？

模拟卫星进入的轨道远地点为20571公里，近地点为185公里，倾角是27.5度，其中远地点高度要比波音公司射前曾公布的预定高度低，外界因此认定此次发射并不圆满，可以算成部分失败。波音公司认为，引起这种说法的原因是他们没有事先公布预计的轨道范围，而只公布了初步规划阶段算出的预计额定远地点高度。其实到发射前一周进行射前评审时，该公司又更精确地计算了预定的轨道范围，但计算结果却并未对外公布。所得的远地点范围是20229～24031公里，而早先在射前手册中公布的预计额定远地点高度是25408公里。另外，发射当天火箭在卡纳维拉角升空时有点顶风，这对有效载荷的入轨高度也有一定影响。

运载火箭上面级一般有两种关机方式，一是指令关机，二是耗尽关机。指令关机意即在某一特定时间通过指令关掉上面级的发动机，以保证有效载荷进入所需的特定轨道。耗尽关机是指上面级要一直工作到推进剂全部消耗完毕。在采取这一方式时，卫星上将携带共用同一推进剂输送系统的液体远地点发动机和位置保持推力器。很明显，耗尽关机方式可以增大轨道高度，由此可以节省星上用于向静地轨道转移的推进剂，留下更多的推进剂用于位置保持，从而可提高卫星的潜在使用寿命。但由于不是要飞到太空中的某一特定点，所以采用耗尽关机方式时卫星所能达到的远地点变化范围也相对要大一些。同本次一样，今后德尔它3的发射通常都将使用耗尽关机方式。

波音公司称，如果这次发射按指令关机方式进行，考虑到各种变化因素，为保证卫星能飞到某一点，所确定的额定远地点高度就会低得多。该公司称，假如这次发射的是实用商业卫星，那也将是一次成功的发射，言外之意是此次发射并没有什么不圆满的地方。

卫星另有用途

这次发射的DM-F3模拟卫星是一个由钢和铝制成的纺锤形结构件。除用于验证火箭性能外，它还另有一项使命，就是供美国空军和科罗拉多天体物理学研究中心用作空间成像研究的校准光学目标。这些研究工作预计会持续多年，将有助于美国开展与卫星使用工作有关的材料和航天器动力学研究，并有助于研究通过利用地基激光器、雷达和成像系统观测外国航天器而搜集情报。

DM-F3卫星没有姿态控制系统，但是在6度/秒的自旋速度下以一个精确的角度部署的。为便于光学跟踪，波音公司在卫星的中间柱段上涂了一些黑白道，在它的顶板上也涂出了一些黑白色的扇形区。星上还装有可见光和红外波长的激光反射器。美国空军准备利用设在夏威夷毛伊岛等地的雷达、激光器和其它光学系统对该卫星进行观测。所得数据将用于鉴定计算机模型，为找到能更好地对雷达数据同光学数据进行相关处理的办法发挥作用。由于模拟星可在轨道上运行长达15～20年，它还可用于观察该卫星漆质的退化和其它方面的变化情况。

科罗拉多天体物理学研究中心下属于科罗拉多大学。它将利用该卫星的图像进行有效载荷动力学研究，把有效载荷的动力学特征同地球上层大气和磁场联系起来。

DM-F3卫星具体将在2015～2020年间的什么时间离开空间轨道目前还无法确定。但波音公司称，该卫星在重返大气层过程中不会被全部烧毁，有一部分会作为太空垃圾落到地面上。

18次发射已订出

德尔它3是近几十年来美国新研制的第一种大型一次性运载火箭，也是有史以来依靠私人出资研制出的最大、能力最强的运载火箭。该火箭的另一特点是使用了法国欧洲动力装置制造公司和日本三菱公司生产的重要部件。它的竞争对手主要是用于发射4吨级商业通信卫星的几种火箭，如欧洲的阿里安、美国洛马公司的宇宙神和俄罗斯的质子号等。

波音公司现有该火箭18次发射的订单，价值15亿美元，但这些订单基本上都还没有指定用于发射什么有效载荷。虽然第3次发射取得了成功，但估计这种火箭下次用于发射商业通信卫星还需要等一年的时间。不过，到2002年，该火箭的年商业发射次数可能达到4～6次。已订座的18次发射中，即将并入波音公司的休斯公司订购了11次，劳拉公司订购了5次，另两次来自称为天桥的一个通信卫星星座项目。

由于发射失败，德尔它3的业务计划已滞后了2年，到它下次发射商业卫星时，误期时间将达到3年。按照计划，该火箭将在更新的德尔它4渐进一次性运载器（EELV）开始服役后逐步"让位"（德尔它3和德尔它4使用的都是普惠公司的RL10B-2氢氧上面级），尽管两者将有一段时间同时使用。退出使用的时间大概在2005年前后。

等待环月救星

如上所述，德尔它3去年第二次发射时将奥利昂3卫星送入了一条无用的轨道。这颗由休斯公司制造的卫星重4264公斤，价值2.3亿美元，带有43台C和Ku波段转发器，是一颗三轴稳定的HS-601型卫星。这样一颗贵比黄金的卫星丢在轨道上发挥不了作用实在可惜。去年8月份就有消息称，休斯公司正在考虑用航天飞机拯救该星。当时的设想是由航天飞机携带一台新上面级飞到该卫星处，由宇航员出舱将卫星回收，装上新上面级后再释放。卫星此后将利用上面级进入静地轨道，并最终进入静地轨道（见本刊1999年第11期报道）。但最新的消息称，该卫星可能将在航天飞机宇航员的帮助下飞向月球，然后借用月球引力回到一条有商业用途的轨道。届时宇航员们可能将在天上为卫星安装一组月球科考仪器和一台固体火箭发动机，以供其完成这次非同寻常的月球之旅。

借助月球引力救助发射失败的通信卫星已有过一次先例。1998年4～6月间，休斯公司曾利用这种办法拯救了另一颗通信卫星--亚星3。由俄罗斯质子号火箭发射的亚星3虽然也被困在一条错误轨道上，但这条错误轨道是一条近地点203公里、远地点36008公里的椭圆形转移轨道，所以卫星利用星上推进剂就可实现飞向月球的变轨。而奥利昂3目前所处的轨道较低，因而无法进行自救。亚星3当时进行了两次绕月飞行，最终回到了一条有用的地球轨道。

目前保险商、美国航宇局和休斯公司还在继续对发射航天飞机抢救奥利昂3的可能性进行研究。不过，即使最终决定实施这一方案，估计这次航天飞机发射的时间也要在一两年之后。就美国航宇局而言，在做出这样的决定之前，必须要先解决费用、宇航员安全和政策方面的一系列问题。该局已探讨了把商业目的同月球科学探测结合起来的各种方案，为的是使花巨资进行的这一太空抢险任务"师出有名"。从1984年到1992年，航天飞机曾先后抢救过4颗通信卫星。不过，航天飞机高昂的飞行费用使不少人认为执行这种救星任务实际上并不划算。

奥利昂3原归劳拉空间与通信公司所有，准备用于亚太地区的通信业务，尤其是互联网服务。在承保该卫星的保险商向劳拉公司进行了赔付之后，该星的所有权已转给了保险商。□