特种无人机变身“卫星播种机”

Ravn-X航天发射无人机。 图片来源 美国Aevum公司

在现代战争中，卫星是不可或缺的资产，承担了从气象预报、通信中继、遥感侦察到为精确制导武器导航等多种任务，所以，卫星成为军事大国重点针对的目标，克制卫星的干扰设备及硬杀伤武器层出不穷。如果一国的卫星在短时间内被大量摧毁，前方部队的战斗力势必被严重削弱，由此，如何在卫星失效后迅速补充新的卫星成为重要课题。当前，“播种”卫星的方案主要分两大流派：一是使用能快速部署的固体运载火箭发射卫星，二是利用大气层内的飞行器充当“空中发射场”发射卫星。

据美国“防务博客”网站报道，12月初，总部位于亚拉巴马州的美国初创公司Aevum在佛罗里达州一处发射场展示了最新的Ravn-X无人机系统。这是一种能将不同重量和尺寸的载荷送入地球轨道的火箭发射装置与无人机的组合体，号称能“迅速且经济地”把卫星送进宇宙。该公司首席执行官杰伊·斯凯拉斯表示，Ravn-X无人机系统可以从普通机场跑道起飞，使用最常见的航空煤油燃料驱动，是迄今为止最灵活高效的航天发射技术。

与用火箭发射卫星相比，无人机实际上扮演了第一级运载火箭的角色。根据Aevum公司的资料，Ravn-X无人机的机身长约24米，翼展约18米，高约5.5米，重约25吨，大体上与一架“湾流”G550公务机相仿，是目前世界上最大的无人机航天发射系统。该机在机身下挂载两级火箭，火箭可以向低地球轨道运送100公斤至500公斤有效载荷。获得监管许可后，Ravn-X准备在未来18个月内投入运营。

新一代无人机卫星发射系统的性能十分可观。其最大飞行速度达925公里/小时，最大飞行高度超过1.8万米；与地面发射相比，在这个高度点燃火箭可以显著节省能量，降低成本。然后，使用液态氧为燃料的火箭将带着卫星以2.85倍音速继续冲刺，直到在低地球轨道释放卫星。整套系统附设Aevuem公司开发的“自主发射架构”，能综合参考天气、空中交通流量、目的地、有效载荷……优化每次发射任务。

Aevum公司称，“Ravn-X的运作就像商业航班一样……从着陆到起飞的典型转换时间大约在30到80分钟。”该无人机还针对卫星发射任务优化了气动外形，每3小时即可执行一次任务，随时保持快速响应状态。完成发射后，无人机会自行降落并停进机库。相比之下，常规运载火箭需要配套修建昂贵复杂的地面设施，执行任务的平均准备周期以星期计算。

Ravn-X实现超高频率发射的关键在于无人驾驶，大大简化了地面行动。“这个平台可以在任何标准跑道上起飞和降落，从滑行离开机库、起飞、降落、返回机库，全程自主完成。”斯凯拉斯称。因此，全套系统只需要6名地面工作人员即可维持运作。他说：“与其他发射系统相比，Ravn-X需要的地勤人员减少了一个数量级。”

Ravn-X的另一大优势在于可重复使用。根据Aevum的说法，进入太空的运载火箭极少被回收，但Ravn-X系统有70%可以二次使用，未来将进一步提升到到95%。

Aevum不是第一家开发空中卫星发射系统的公司。美国诺斯罗普·格鲁门公司的“飞马”火箭已经投送了数十枚卫星，Stratolaunch系统公司和维珍轨道公司都在研发飞机-火箭运载组合，值得注意的是，所有其他系统使用的都是有人驾驶飞机。

由于无人机发射平台的载重量较小，Aevum近期将专注于“大批量”发射微型卫星。这样的卫星星座可以推动“无处不在的无线互联网”之类的进步。斯凯拉斯说，在模拟测试中，“Aevum的自主飞行软件‘Minnie’顺利完成了近640次任务”，包括成功模拟“在不到3小时内发射包含30颗卫星的星座”。

Ravn-X无人机及其携带的运载火箭。 图片来源 美国Aevum公司

该公司的声明说：“美国领导层已经明确了快速进入低地球轨道的迫切需求。借助我们的技术，Aevum可以将产品的交付周期从数年缩短至数月……客户有特殊要求时，可短至几分钟。这对改善地球上的生活是有益的，也是挽救生命的必要条件。”

美军太空与导弹系统中心的瑞安·罗斯中校表示：“小型航天发射企业作为我们的合作伙伴……支持新兴需求，今天，我看到了它们的大胆创新和响应能力，感到非常兴奋。”在新墨西哥州阿尔伯克基的Kirtland空军基地，成立不久的美国太空部队正与产业界合作，支持美国确保自身的太空优势。军方和行业人士认为，依托强大的工业提供快速响应的发射能力，是美国太空部队应对潜在威胁的关键。

截至目前，Aevum公司已经获得了超过10亿美元的合同，第一个任务是在2021年下半年为美国航天部队发射敏捷小型发射作战一体化卫星（ASLON）-45。通过部署低地球轨道上的实验卫星，Aevum还将帮助五角大楼提升实时导弹威胁预警能力。

早在2019年11月，ATLAS太空运营公司和Aevum公司就宣布了二者在ASLON-45任务上的合作，称新项目已经开始营利。不断增强的合作伙伴关系进一步拓展了ATLAS与Aevum的合作水平，接下来的9年里，后者至少会为前者执行20次航天发射任务