最近，法国航空航天学院在巴黎举行了一次会议。 发言人之一是国家空间研究中心（CNES）负责人Jean-Marc Astorg。 他整个职业生涯都在董事会工作，在法属圭亚那的Vega，Ariane 5 ECA和Soyuz工作，并于2015年被任命为Boosters的工作总监。 他透露了许多技术细节，分享了未来计划，并谈到了欧洲对美国可重复使用运载火箭的反应。 本文是翻译后的采访，并辅以他在演讲中展示的幻灯片。
“ 1985年，我从一所工科学校毕业后，立即开始在CNES工作，可重用性给我们带来了极为负面的印象。 主要是由于美国航天飞机完全无法实现其最初的目标。 最初，每次发射的预期成本为3000万美元，每周发射一次，最后一次发射的成本约为10亿美元，每年发射6次。 这样
，我们根据航天飞机的糟糕经验制造了阿里亚纳火箭。 如今，阿丽亚娜6号是欧洲对美国可重复使用的可重复使用导弹的第一个反应。
在深入研究细节之前，我会迅速提醒您经济现实。 在2017年至2018年之间，NASA的预算有所增加，而这一增加相当于整个CNES的年度预算。 至于全球发射市场，它代表着每年许多卫星发射，但其中只有约25颗卫星向全球商业竞争开放。 大多数商业发射是针对地球静止通信卫星的，但我们不知道市场是否会保持不变。
关于欧洲运载火箭发展的一段小历史：由于航天飞机的失败，阿丽亚娜1号取得了意想不到的商业成功。 它正是在正确的时间投入运行的。 由于Ariane 4的发展，我们已经达到了Ariane 1概念的无限可能性，因此我们开发了Ariane5。20年来，它一直是世界领先的商业运载火箭。 我们的优势之一是我们位于法属圭亚那的库鲁发射台的位置。
鉴于欧洲的资金相对较少，我们获得了不错的市场份额。 当前，美国有返回商业市场并恢复失地的政治意愿。 由于市场的预期增长，全球范围内的pH值都有州和商业参与者的发展。 对于pH而言，尽可能便宜是很重要的。 目前，进入地球静止轨道（GTO）的价格约为每公斤10,000欧元。 请注意，开发中的大多数pH都是一次性使用的，因此Ariane 6也不例外。
简要回顾一下世界在开发新发射能力方面所做的努力，足以回想起中国人在各个方面都取得了令人难以置信的进步的太空计划-这些都是新的运载火箭和航天器。 它使我们羡慕不已。 他们宣布他们还在开发一种可重复使用的运载火箭：3月8日长，将于2028年发射。
在美国，我们不应该反对公共空间和私人空间的工作：SpaceX在很大程度上归功于NASA的创造，这要归功于技术和财政援助。
在欧洲，存在空间计划和发射可能性的主要原因是独立进入太空。 当我们想在美国的运载火箭上发射第一颗通信卫星Symphonie的那天，我们意识到了这一点。 他们同意发射卫星，但条件是该卫星不会用于商业目的。 这表明我们必须对自己和我们的能力充满信心。 但是，在欧洲，每年发射的次数不超过4-5次。 因此，对我们来说，在商业市场上占有一席之地对保持我们的航空航天业的生存至关重要。
我们期望在美国恢复竞争。 Ariane 6最初是在2009年提出的，当时我们意识到Falcon 9 SpaceX被证明具有良好的pH值，并且具有低成本，高性能。 因此，Ariane 6的主要目标是降低成本。 但是，仅在2014年才做出为该计划提供资金的决定，这已经很晚了。 欧洲的决策缓慢是一个严重的问题。
阿丽亚娜6是一次类似于阿丽亚娜5的一次性火箭，但由于以下三点，我们将其成本降低了50％：发射频率提高，因为它将取代法属圭亚那发射的“联盟”，创新（例如，代替两个3 x块状金属固体燃料促进剂，我们将使用4个整体式固体燃料促进剂），并通过引入精益管理（精益管理）来改善生产工艺。 目标是2020年TRP的成本为每公斤10,000欧元。 技术挑战很少，但是组织挑战很多。
重用是一个相当古老且显而易见的想法：制造运载火箭需要3年时间（由于发动机的长期生产），花费超过1亿欧元，我们就将其发射，并且在不到30分钟的时间内它已经沉入海中。 但是，实现可重用的方法有很多种：Falcon 9在这方面与航天飞机有根本不同。 仅保存第一步，最容易重复使用。 它的分离速度仅为每秒2公里，其成本是整个火箭成本的50％。 与Shuttle相比，这是一个很大的差异。 Falcon 9具有合理的技术目标，可以逐步实现。 航天飞机在1970年代雄心勃勃。
有几种重用策略。 由于目标是最大程度地减少对踏板的负面影响，因此跳伞不是一种选择：盐水使维修变得困难。 例如，对于Falcon 9 SpaceX，他们使用电动机沿带有多个制动脉冲的环路前进。 我们与法国国家航空航天实验室共同研究了这一点，并意识到它相当复杂。
关键方面是这种方法使您可以尝试着陆：在第二阶段分离之后，第一阶段可以尝试更改移动的轨迹和速度，而不会影响主要任务的过程，也不会在第一阶段的设计中进行大的更改。 相反，在使用机翼回程的解决方案中，必须在第一阶段的整个飞行过程中将不可复位的机翼设置在阶段上，这可能会干扰任务。 因此，SpaceX方法有效，它使您可以进行一次性发射实验，同时添加最少的火箭组件。 因此，这是较便宜且最有趣的选择。
可重用具有优点和缺点。 缺点是有效载荷减少，当使用部分燃料返回发射台时，有效载荷减少了-50％，当梯级返回位于库鲁市附近的圭亚那的发射台时危险增大，并且海洋中的着陆台难以接近。 要在驳船上着陆，天气条件必须在半径400公里以内，并且在恶劣天气下可能无法发射。
优点是能够计划更高的发射频率，并在计划付费发射时具有更大的灵活性，因为我们不需要等待很长时间就可以发射。 此外，如果维修成本低，则重复使用可以节省金钱。 这是整个可重用性公式的关键因素。 例如，在梅林（Merlin）发动机上引进Falcon 9 Block V之前，涡轮泵中存在开裂的情况，这意味着必须对其进行更换，并且在不对两种用途进行大修的情况下，应该限制发射。
可重复使用的问题是，如果您不再需要创建第一步，那么您将关闭生产线。 但是，如果在某个时候需要搭建舞台，则需要再次打开它们并设置生产，这将需要大量资金。 因此，重要的是在第一阶段和第二阶段使用相同的发动机，以使生产不会停止。
欧洲的可重用战略是什么？ 首先，我们将不仅会重复使用发射。 对地静止轨道的任务和对其他空间物体的任务将是一次性的。 对于地球轨道上的任务，我们将使用返回发射场的返回路径。 这将使我们能够重新启动第一阶段并保持生产量，同时将成本降低30％。 这种部分合理的重用是可行的。 但是，这需要大量的开发，因为我们需要掌握许多复杂的物理现象。 然而，即使在当今的现实中，这也很有趣。 如果市场扩大，甚至有必要。
待开发的技术之一是发动机牵引力调制。 这可能会引起燃烧不稳定性的问题，由于没有必要，因此我们没有对其进行详细研究。 因此，从短期来看，Ariane 6是降低成本和启动成本的唯一解决方案。 从长远来看，可重用性和其他技术（例如3D打印）将进一步降低它们。 3D打印可以彻底改变燃烧室的生产，目前燃烧室需要很长时间。
我们旨在介绍一种分阶段的实验方法。 我们需要检查它是如何工作的。 至于引擎，我们目前正在使用Vulcain，这是基于旧设计的氢引擎。 我们正在开发Prometheus甲烷氧气发动机，旨在降低成本。 我们将看到，这并不意味着我们将放弃氢工业基地。 甲烷的优点是它位于氢气和煤油之间的中间位置。 它比氢容易处理，比冲动比煤油更好，因此发动机可以更便宜，便宜一个数量级。 甲烷也比氢气更稠密，这使得储罐更小，更便宜。 我们将在2021年之前制造出两个用于燃烧测试的Prometheus原型。
Prometheus可用于新架构，我们称之为Ariane Next。 该助推器在第一阶段有7台发动机，在第二阶段有1台，可用于
一次性或可重复使用的选件，可以轻松地进行可重复使用性的实验。 目标是从不是欧洲航空业强项的测试中学习。
在实施Ariane Next之前，我们有前面的步骤，其中之一是Callisto。 对于第一个可重复使用的演示器，我们在欧洲没有可重复使用的引擎，因此我们与日本人一起工作。 之后，我们将进一步扩大规模-带有Prometheus发动机的新一代Themis第一阶段的原型。 该概念仍处于定义阶段。
最终，我们将需要在Ariane 6的演变和将于2028年至2030年准备就绪的新运载火箭之间做出选择。
问与答
问题 ：您想在哪里维修第一阶段？
答 ：对库鲁来说，因为否则将产品运送到欧洲会使整个企业都变得昂贵。 并且维修应尽量少，以使该概念可行。
问题 ：卡利斯托（Callisto）与Grasshopper垂直降落演示器非常相似，该技术随后被用于降落猎鹰9的第一阶段。
答 ：Callisto-与SpaceX的Grasshopper具有相同的设计。 中国人也在建造类似的原型，我们可以毫无疑问地说我们没有发明任何新东西。
问 ：普罗米修斯的产量看起来很便宜，为什么不在运载火箭上安装更多发动机以进一步增加推力重量比？
答 ：我们的设计基于市场分析。 尽管我无法预测2030年的情况，但对于当前市场而言，有7台Prometheus发动机是最佳选择。
问题 ：您打算去火星吗？
答 ：我们已经要去火星了-NASA Insights上的仪器火星是法国SEIS生产的地震仪。
问题 ：看来我们比美国落后5-8年，我们会追赶吗？
回答 ：尽管埃隆·马斯克（Elon Musk）在创造运载火箭的历史上写下了新的篇章，但他的完全可重复使用的模型并不是唯一的模型。 我预计未来的发射市场将具有一半的可重复使用性和一半的可抛弃性。 例如，美国空军目前正在资助一次性运载火箭的研制。
问题 ：3D打印怎么样？
答 ：我在四月访问了
相对论空间 ，由于进行了3D打印，他们在2年内开发了10吨甲烷发动机，并在NASA斯坦尼斯进行了测试。 他们想打印整个火箭。 尽管我不相信他们会实现这一目标，但我认为这与多次发射一样重要。 例如，在阿丽亚娜6号上，第二阶段的辅助动力装置将进行3D打印，否则将很难创建。 因此，我预计3D打印将大大降低成本。
问题 ：登陆驳船的天气限制是什么？
回答 ：大浪会使驳船强烈倾斜，并且可以翻转设置的台阶。 这就是为什么SpaceX开发了Octograbber火箭捕获系统的原因。 蓝色起源有一个不同的概念，他们将使用带有水力稳定系统的船只。
问题 ：您认为诸如Oneweb之类的巨型卫星星座会对市场产生什么影响？
答 ：我没有水晶球。 但是我看到，由于所有卫星运营商都处于等待状态，并且正在观察这些集团的介绍，因此他们暂停了一些新卫星的订单，商业市场也因此下降。 现在，它每年有17颗卫星，而以前平均只有30颗。它们必须与地球静止轨道和地面网络的卫星竞争，因此它们有可能像1990年代那样失败。 那么，市场当然不会增长10倍。
问题 ：您如何看待市场需求的弹性？
答 ：到目前为止，弹性一直很低。 启动GTO的成本从20,000欧元/千克下降到10,000欧元/千克，但这对需求没有太大影响。 如果我们达到5,000欧元/公斤，我不确定这会带来很大的影响。 问题是进入太空的成本仍然很高。 因此，我们的模型并非基于市场弹性。
问题 ：如何确保第一阶段安全返回给民众？
答 ：很难说。 我们将使用Callisto证明我们可以提供安全的轨迹。
问题 ：如何重用第二阶段？
答 ：我们认为这对输出负载质量的影响是令人禁止的，因此我们在此方面的工作不是很努力。
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