文/钱卫半人马座：最成功的上面级▲半人马座6A上面级正在安装到运载火箭上“半人马座”是迄今为止，美国乃至全世界最为成功的火箭上面级。它的研发起步于上世纪50年代，经过多次改进和改型，至今仍然在使用。洛马公司打算继续对它实施改进，在新一代“火神”火箭上使用。这个型号之所以如此成功，用美国宇航局历史学者的措辞来形容，关键点就是“驯服”了液氢这种物质。SPACEEXPLORATION2023.03|29形形色色上面级专题▲1962年的半人马座上面级，还不是很成熟▲新一代火神火箭将继续使用半人马座上面级效果很好，可以保证在几个小时的飞行期间，液氢液氧各自保持液态。这样的设计非常巧妙，但也充满了风险。在1962年5月的首航中，半人马座的第一个型号——半人马座A型在发射54秒后爆炸，火箭被一个巨大的火球吞噬。调查显示，出问题的就是这个储罐，因为液氢部分破裂，多吨低温燃料后，燃料本身的压力就会让它像吹气球一样膨胀起来，达到很高的强度。为了进一步减轻储罐结构重量，没有为液氢和液氧单独设置储罐，而是在同一个储罐里，用一块玻璃钢纤维蜂窝板隔开两个部分，一部分装比较冷的液氢，另一部分装比较暖的液氧。玻璃纤维蜂窝板的绝热历史半人马座概念起源于1956年，当时康沃尔公司的设计师恩里克想为宇宙神洲际导弹寻找一点和平用途，比如发射卫星甚至探月。之所以起这个名字，是期望它能和希腊传说中的半人马怪兽一样，把强大的力量和精确的控制合二为一。恩里克对探月的兴趣很大。他经过计算之后，提出了一种使用氢氧燃料的上面级，把它和宇宙神火箭相结合，就能成为一种有效的航天运载器。宇宙神-半人马座在1958年正式立项，由康沃尔公司、美国国防部高级研究计划局（DARPA）的前身和美国空军共同投资。1959年，美国宇航局取代了DARPA的角色。经过几十年的辗转变迁，如今宇宙神火箭和半人马座上面级都归入了洛·马公司。半人马座的设计有几个核心特色。首先是不锈钢制造的压力稳定推进剂罐，其壁厚只有0.51毫米，空罐子甚至无法支撑自己的结构。但是装入1030|2023.03SPACEEXPLORATION形形色色上面级专题▲半人马座发射先锋11号星际探测器▲半人马座上面级的高压气瓶用碳纤维制成燃料喷射而出，被火箭尾焰点燃了。在此前不到一年，美国总统肯尼迪宣布，把载人登月作为国家优先事项。半人马座的爆炸给了美国宇航局一个沉重打击。在事故调查中，太空科学总监霍默·纽厄尔表示：“将液态氢‘驯服’到可以执行昂贵的太空任务的程度，比任何...
