據《華爾街日報》報道，近日美國防部宣布，將繼續向聯合發射聯盟公司（ULA）購買安裝俄羅斯RD-180發動機的“宇宙神”-5火箭，直至2024或2025年。報道稱，由於美國自身研製和應用國產發動機需要的時間超出預期，在2028年前可能一直需要從俄羅斯購買火箭發動機。

　　點評：美國和俄羅斯都是航天大國，都具有雄厚的航天技術實力。隨着近些年美俄綜合國力差距不斷拉大，美國在航天領域很多方面都已經超過了俄羅斯，成為了當之無愧的頭號航天強國。但作為航天發射的關鍵部件，美國在火箭發動機上卻長期依賴俄羅斯，作為其主力運載火箭之一的“宇宙神-5”使用俄制RD-180發動機已是公開的秘密。

　　近年來，出於國家安全考慮，美國國內研製RD-180發動機替代品的呼聲迅速高漲，尋找RD-180替代方案成為美國當前的一個緊迫事項。但由於種種因素限制，美國在短期內還是很難擺脫對RD-180發動機的依賴，替代產品的研發仍任重而道遠。

　　美俄國際合作的典範

　　俄羅斯是世界老牌航天強國。蘇聯解體後，雖然俄經濟實力遭到沉重打擊，制約了航天技術的發展，但依靠其雄厚的技術積累，在包括運載火箭、衛星、飛船等領域依然能與美國抗衡。

　　RD-180火箭發動機屬於俄羅斯幾大高技術產品之一，是由俄羅斯動力機械科研生產聯合體生產製造的一款雙燃燒室、雙噴嘴的火箭發動機。該發動機由RD-170系列衍生而來，並繼承了RD-171的富氧預燃室設計，採用共享渦輪泵，推進劑為液氧和煤油，使用高壓分級燃燒循環，使發動機效率更高，真空推力超過400噸、比沖3052米/秒，性能非常卓越。無論是推力、重量，還是可靠性，該發動機均優於美歐的同類產品，是大推力火箭發動機的首選，也是目前世界上同級別產品中最優秀的一種。

　　從應用歷程來看，該發動機曾應用於前蘇聯的“能源號”重型運載火箭第一級。冷戰結束後，美國利用蘇/俄急於投向西方懷抱的機會，積極獲得這種令西方眼饞的火箭。1990年，美國運載火箭開始使用RD-180發動機發射軍用衛星。1997年，美國與俄羅斯簽訂了總額為10億美元的銷售合同，使得美國成為俄羅斯RD-180發動機的唯一用戶。根據合用，俄羅斯將在2018年底前共向美國交付101台RD-180發動機，用作“宇宙神-5”運載火箭的芯一級發動機。

　　“宇宙神-5”火箭是美國空軍的改進型一次性運載火箭，承擔着美國重要衛星的發射任務，是美國的當前主力運載火箭——這也使RD-180發動機在美國航天發射任務中發揮了關鍵的作用。20多年來，美國共發射該火箭70多次，先後啟動了月球、火星、冥王星和木星探測任務，僅出現過一次故障。2017年7月，俄動力機械科研生產聯合體火箭發動機公司執行長伊戈爾·阿爾佐佐夫宣布，將如期繼續向美國提供11台RD-180發動機。這不僅進一步加深了美國對該發動機的依賴性，也使得RD-180成為美俄合作的典範。

　　物美價廉的優勢選擇

　　當然，美國航天依賴俄制火箭，主要並非技術原因。火箭發射屬於一次性裝備，成本控制是個很大的問題。冷戰結束後，美國航天部門的預算大幅縮減，急需一款性能穩定且價格便宜的火箭發動機。從價格上來看， RD-180發動機大致相當於1000萬美元一台，而美國航空噴氣公司提出的LOX AR-1型火箭發動機方案，單台LOX AR-1型火箭發動機的報價就是2500萬美元，還沒有分攤美國10億美元的研發費用，成本超過進口俄羅斯的兩倍還要多。因此，RD-180發動機的低價格成為美國火箭發動機無法比擬的優勢。

　　據此，美國防部副部長羅伯特·沃克表示，如果一旦放棄RD-180發動機，美國的火箭發射成本將大大增加。例如，以單次發射費用至少要增加40%左右的數字來算，美軍在6年內將會增加15億至50億美元的支出。而且，在美國軍方制定的未來15年計劃中，對火箭項目的撥款是排在隱形戰機、戰略導彈、核潛艇、航母等海空軍項目之後的，相對有限的資金投入更使得火箭發動機的研發項目前途堪憂。而繼續使用RD-180發動機，則會節省大量資金，從而更好地完成美海空軍計劃的優先項目。

　　美國“土星-5”號運載火箭裝備的F-1發動機，是有史以來人類製造的推力最大的單燃燒室液體火箭發動機，推力略低於俄制RD-170火箭發動機。儘管美蘇冷戰期間在航天領域互不相讓，但冷戰後對俄制火箭發動機的長期以來也損害了美國原本強大的研發體系。

　　從研發實力來看，長期以來，美國大部分衛星發射任務均由美國空軍和國家航天局（NASA）完成。但自2006年起，美國空軍開始將發射“宇宙神-5”型火箭的任務分包給了聯合發射聯盟公司，該公司作為一家民間企業，為追求最大利潤，長期以來只依賴採購的俄制RD-180發動機，而不再研發同級別的發動機，從而導致其研製火箭發動機的能力逐漸衰退。因此，在當前的背景下，使用物美價廉的RD-180發動機是美國目前最佳的選擇

　　替代產品研發短期難以完成

　　雖然RD-180發動機性能可靠、價格便宜、供貨穩定，但事關美國國家安全的火箭發射任務若一直依賴俄製發動機，肯定是美國政府的一個隱憂。如果繼續使用RD-180發動機，那麼美國在火箭發動機領域的核心技術難免空心化，使得整機進口受制於人。在美俄關係轉冷的情況下，一旦俄方斷貨，就會給美國航天發射製造不小的麻煩。而事實是，烏克蘭危機爆發後，俄羅斯確實宣布向美國禁運RD-180發動機，更令美國對火箭發射的供應鏈可靠性問題感到擔憂，也使得研製RD-180發動機替代品的呼聲在美國國會和其他各處的呼聲迅速高漲。

　　2016年2月27日，空軍部長德博拉·李·詹姆斯在參議院聽證會上表示，逐步擺脫對俄製發動機的依賴是美國軍方當前工作的重點。美國空軍聲稱，正在與其他公司洽談，可能在未來公布更多火箭發動機研製合同，目的是滿足國家航天發射安全的需要，擺脫對外國的戰略依賴，並支持美國航天領域私企在全球市場上的商業競爭力。而在此之前，美國眾議院武裝軍兵種戰略力量委員會在起草2015財年國防預算法案時就已建議，撥款2.2億美元研製RD-180發動機的替代品。此外，負責監察秘密情報衛星項目的眾議院特別情報委員會也在致力於為RD-180發動機替代品投資。

　　從目前情況來看，NASA和美國空軍已經開展了替代性研究項目，其中包括藍源公司的BE-4液氧/甲烷發動機、洛克達因公司的AR-1液氧/煤油發動機以及馬斯克的“重型獵鷹”火箭研製計劃等。2016年2月29日，美《防務新聞》報道，美國空軍已經授予聯合發射聯盟公司一個4660萬美元的合同，用於發展“火神”火箭的BE-4助推火箭發動機。據藍源公司創始人貝索斯透露，BE-4發動機將完全由美國設計和製造，利用計算機仿真和增材製造等最新技，採用甲烷液氧燃料，發動機推力約2446千牛。如果研製成功，BE-4不僅可用於宇宙神-5火箭，還可用於藍源公司的未來可重複使用軌道運載器，在擺脫對RD-180發動機依賴的同時，實現美國運載火箭主發動機的國產化，可謂一舉兩得。

　　此外，美國空軍還向航空噴氣-洛克達因公司和聯合發射聯盟發出了合同，要求研製新型AR-1液氧/煤油火箭發動機。根據航空噴氣公司的聲明稱， AR-1發動機將用於空軍的“先進廉價運載火箭”項目，設計推力約為2224千牛，研製費用預計達8~10億美元，需4年時間。如果一切進展順利，AR-1 發動機的研製工作將於2019年前後完成，成為期待RD-180發動機的重要舉措。

　　美國“德爾塔-4”運載火箭。其實，即使俄羅斯切斷RD-180火箭發動機的供貨，美國也並非無計可施，其“德爾塔-4”運載火箭可馬上使用，SpaceX公司的技術實力更不容小覷u，只是成本會高得多。

　　儘管美國為替代RD-180發動機採取了多項舉措，但無論是從研發時間還是產品質量方面來說，都存在諸多不利因素。日前，由美國航天專家組成的一個委員會對在不使用RD-180發動機條件下的美國火箭發射情況進行了展望。結果發現，要研製出可替換RD-180型發動機的產品最少需要5年甚至更多的時間，而美國目前RD-180火箭發動機的儲備量僅能滿足兩年的火箭發射需求，因此存在一個近三年的發射缺口。這三年的缺口將對美國的敏感領域，特別是軍事衛星通信和導彈防禦體系造成嚴重後果，並進一步影響其中長期太空計劃。

　　此外，由於美國目前的新型火箭發動機產品都還在研製或試驗階段，性能上都需進一步論證，離真正替代RD-180還有一段距離。例如，BE-4發動機採用了液氧/甲烷推進劑，這需要重新設計宇宙神-5火箭的一子級結構，而ATK公司提出的固體發動機方案，也需要把一子級原有的單發動機結構改為雙發動機結構，其全箭環境適應性對一些用戶的衛星也將是一種挑戰。此外，無論是BE-4還是AR-1，其單機推力都小於RD-180發動機，控制系統也需同步更新。因此，至少在可預見的未來，美國將難以擺脫對RD-180發動機的依賴，替代產品的研發任重而道遠。