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小火箭出品

本文作者：邢强博士

说起发射卫星或者载人航天，人们通常会想到中国、苏联和美国。

如果效仿奥运会的方式，按照各国第一次成功发射人造地球卫星的时刻进行排序的话，前5名是这个样子的：

注：法国航天局后来并入欧空局；中国虽然在第一颗卫星的发射时间上落后于法国和日本，但是在载人航天和空间站建设方面，力挽狂澜，进入航天领域的第一梯队。如今的中国航天在发射密度和发射成功率方面，已远胜欧洲和日本。

后来能够自主进行卫星发射的国家或者组织有：欧空局、印度、以色列、乌克兰、俄罗斯、伊朗和朝鲜。

这些国家或者组织有一个共同特点：全都位于北半球。那么问题来了，难道南半球的国家里，没有一个能够掌握洪荒之力，将人造地球卫星送上太空么？

众望所归

作为南半球最大的国家，由巴西来完成代表南半球的登天之旅可谓是理所应当。巴西是拉丁美洲最大的国家，人口2亿多，居世界第5。其国土面积为世界第5大，仅次于俄罗斯、加拿大、中国和美国。巴西和乌拉圭、阿根廷、巴拉圭、玻利维亚、秘鲁、哥伦比亚、委内瑞拉、圭亚那、苏里南以及法属圭亚那接壤。

了解航天发射活动的人会熟知法属圭亚那这个世界闻名的航天发射中心。欧空局从这里发射了大量火箭，这怎能不令巴西人眼馋呢？

巴西人对天空与太空的向往是有目共睹的。航空先驱桑托·杜蒙诞生在这里（详见小火箭的《里约奥运会开幕式那架飞机背后的传奇》一文）。而巴西国旗上也有着仰望星空的深意。（巴西国旗：绿色－广袤的原始森林；黄色－丰富的矿产；蓝色－南半球的星空，其中27颗星分别代表26个州与1个联邦特区，一道国家格言“纪律与进步”横跨在中间。）

“一个国家只有在掌握了航天技术之后，才能真正自主地研究包括自然变化、人类行为等领域在内的自然现象和社会现象。自主掌握航天技术对一个国家的主权有重要的战略意义。拥有先进航天技术的国家将有资格在谈判桌上更好地表达本国的立场，坚持自己的观点。”这样的体悟，并不是出自中美苏这样的传统航天国家，而是出自巴西。可以说，巴西航天对于巴西政府和民众来说，都是众望所归的。

探空火箭

1961 年，巴西成立了国家太空管理委员会。这个由总统直接委派专员并高薪聘请航天工程师的发展模式使得巴西航天工业迅速发展起来。在上世纪60年代，巴西的大学中也开始出现了航天飞行器设计专业和弹道计算专业。（1956年10月8日，聂荣臻宣布国防部第五研究院正式成立，成为中国第一个导弹研究机构。巴西的导弹与火箭机构的成立仅比中国晚6年。）

巴西在 1969 年成立了本国第一家专门太空相关技术的航天机构：巴西航天研究中心。以发展探空火箭和弹道导弹技术为起点的巴西航天开始崭露头角。

一开始，巴西人发展得还算顺利。上图为巴西发展的4款Sonda系列探空火箭。从左至右依次为：Sonda I、 II、III 和IV。

Sonda I 的草图图纸如上图。这款3.95米长的探空火箭的设计飞行高度为65千米，总重100千克。

按照国际航空联合会的规定，地面以上100千米的地方为卡门线（为纪念钱学森的导师，JPL的首任主任冯·卡门博士）。超过卡门线再往上即为太空。

按此标准，巴西的Sonda I 探空火箭虽然在1965到1966年期间进行了9次发射，但是没有任何一枚到过太空。

Sonda II总重为400千克，为Sonda I的4倍，其最大飞行高度达到了180千米，能够进入太空。

巴西人从这款火箭开始，正式踏上了太空探索的道路。（要注意，能够飞这么高与能够真正进入绕地轨道之间，仍有较大差距。其区别类似于能够扣篮与能够像超人那样飞行。）

Sonda III是一款二级火箭，总重为1.5吨。最大飞行高度能够达到600千米。

自从1976来完成了她的首次发射之后，一直到2002年，这款火箭依然是巴西人探索航天技术的重要手段。Sonda III的27次发射让巴西人对火箭发射架系统和仪器设备在太空的工作情况有了较为深刻的体会。

但是，这个进度实在是不够理想。要知道，同为发展中国家的中国已经在1970年将人造地球卫星送上了太空。而巴西此时还处在用探空火箭摸索的阶段。

Sonda IV看起来就更像是一枚运载火箭了（实际上依然是一枚没有入轨能力的探空火箭）。该火箭总重达到了7.2吨，直径1.01米，总长11米，能够飞到距离地面800千米的太空中。

之后，巴西又开发了VS-30和VS-40探空火箭。

亚轨道

采用固体推进器且带有三片稳定翼是VS-30比较明显的设计特点。

1997年4月28日，该型火箭首次发射，达到了 128 千米的高度。VS-30的发射现场有较高的观赏性，火箭飞行稳定，且成功率较高。

但是，此时人们早已开始关注各种载人航天技术和深空探测技术，这样的探空火箭的发射甚至都难以登上其他国家的新闻。

是的，人们等得太久了。从1961年巴西航天研究机构成立到1997年的36年间，巴西航天依然没能实现将一颗自己生产的卫星送入近地轨道的愿望。

但是，巴西航天人依旧不忘努力。

他们的经历向我们展示了：登天，并不是一件容易的事情。

虽然在这些年期间，人类已经登上了月球，金星和火星上也留下了探测器的足迹，国际空间站的建设计划已经提上了日程。而巴西航天依然处于只能摸一下高，难以送载荷入轨的水平。但是，巴西航天的发展并没有停下。

航天，是一场马拉松，坚持很重要。

上图为VS-40探空火箭。巴西人造了3枚这样的火箭。这种9.5米长，直径1.01米，重6.8吨的二级火箭的成功表明巴西人熟练掌握了用固体火箭进行亚轨道飞行的技术。

所谓亚轨道，就是无法满足绕地球飞行至少一周要求的飞行器轨道。在1944年初，一枚V-2导弹达到189千米的高度，宣告了亚轨道飞行时代的到来。

亚轨道是导弹、探空火箭和某些发射失败的探测器飞行的典型轨道。亚轨道看起来像是抛物线，实际上是与抛物线比较接近的椭圆的一部分。

准备发射卫星

巴西人经过多年的努力之后，终于下定决心挑战发射人造地球卫星的任务了。他们研制了自己的运载火箭VLS。（葡萄牙语：o Veículo Lançador de Satélites，缩写为VLS，就是卫星运载火箭的意思。顾名思义，这枚火箭是用来发射卫星入轨的，再也不像巴西之前的火箭那样只能飞飞亚轨道了。）

VLS火箭，高19.5 米，直径1.01米，重50.7吨，设计近地轨道运载能力为380千克。比起6.8吨重的前一款火箭VS-40来说，50.7吨重的VLS算得上是庞然大物了。

VLS运载火箭各级主要参数（制表：小火箭）

1997年11月2日12时25分00秒，装载了一颗150千克重的SCD-2A环境数据收集卫星的VLS运载火箭发射了！

然而，之后火箭并未按照人们设想的那样将卫星送入预定轨道。实际上，有1台发动机在升空后不久就开始失去推力。火箭开始向一侧偏斜。为了避免火箭给地面带来不可挽回的损失，工程师们只得在火箭起飞65秒后启动了自毁程序。36年的努力，如今却换来了一次失败的发射。

1999年，不气馁的巴西人再次准备用VLS火箭发射卫星。这一次，他们在火箭里搭载了一颗SACI-2气象环境卫星。

1999年12月11日18时25分，火箭成功发射。然而，在飞行过程中（起飞后3分25秒），火箭失去了控制，工程师们又一次启动了自毁程序。又失败了！

大爆炸

不甘心的巴西人努力寻找着能够解决问题的方法。自从1997年和1999年的两次失败之后，他们总结了很多经验教训。

时间到了2003年，这一次他们准备第三次挑战发射卫星的任务。而且，计划在这次发射中实现一箭双星。

这一枚VLS火箭中搭载了一颗SATEC技术验证卫星和一颗UNOSAT-1号研究生纳卫星。

2003年8月22日，火箭矗立在发射台上。按照计划，VLS火箭将在发射8分钟后，将两颗卫星送入756.391千米高的近地轨道上。

800多名与导弹和运载火箭相关的军方人员和从巴西各地的科研院所赶来的火箭技术人员齐聚阿尔坎塔拉发射场。

2003年8月22日16时30分（当地时间下午1点30分），VLS一切准备就绪。仿佛，用不了多久，800多名军方人员和航天工程师就能够见证第一枚由南半球国家自主研发的火箭将卫星送入轨道了。

火箭点火了！突然！爆炸发生了！VLS火箭并没有冲上天空，而是在接连不断的爆炸声中变为好几个耀眼的大火球！

1996年才建成的VLS火箭吊装和测试塔架被烈火焚毁，扭曲狰狞地躺倒在地。据消防专业人士事后对钢铁结构的分析，当时的火焰温度达到了3000℃。

那座顶端有一面巴西国旗，通体洁白的塔架的损失让人心痛。而当救援人员冲进发射场的时候，更是被一则消息震惊了：塔架和指挥台里还有人！

爆炸是在下午1点半发生的，但是大火却仍在燃烧。救援人员根本无法靠近塔架和指挥台。甚至到了当天晚上八点，现场的温度仍然高得让人无法接近。

经过一晚的喷水和搬运，第一批救援人员冲进在第二天一早冲进塔架和指挥台。他们痛心地发现，有些工程师的身体已经和钢铁打造的塔架融为一体。

这次爆炸事故，导致21人死亡，20人重伤。

因遇难者（或者说是为了人类航天事业牺牲的殉道者）的遗体已难以辨认。2天后，前来协助处理善后工作的圣路易斯市的法医在分析了遇难者的DNA后，才逐步确认了这些人的身份。死亡的21人，大多是自上世纪80年代开始就一直致力于巴西航天事业的资深工程师，其中有11人是有关火箭发射场系统和总体设计的顶级工程师。

永不言败

虽然那次事故让巴西航天损失惨重，但是，有理想的人们是不会轻易停下探索和奋进的脚步的。

巴西的航天事业仍在继续。他们坚持自主研发和努力寻求国际合作的两条主线都未曾中断。

2006年3月29日，“巴西太空人”庞泰斯在拜科努尔航天中心搭乘联盟飞船进入国际空间站，成为了首位巴西宇航员。

2014年12月7日，中巴地球资源卫星04星在太原卫星发射中心由长征4号乙火箭成功发射升空，该星能够持续提供稳定的中分辨率数据，在地质灾害遥感调查、农作物长势分析、水体提取与水利工程识别等领域能够发挥重要作用。卫星处理生产的相关数据免费向非洲和拉美国家发放。巴西几乎所有环保和资源机构都是中巴地球资源卫星的用户，如巴西的甘蔗种植规划、森林砍伐实时监控、亚马孙雨林监测等项目。

除了广泛开展国际合作之外，巴西人从未停下自主研发的脚步。2014年9月1日晚上11点02分，一枚VS-30探空火箭装载了里约热内卢大学研制的GPS实验设备进行了一次成功的亚轨道飞行。3分34秒之后，火箭到达预定地点，成功带回了所有的试验数据。

巴西人用这枚火箭明亮的尾焰和十几年来不懈的努力告慰那些为了飞天的梦想献出宝贵生命的同胞。

巴西有着得天独厚的发射条件。阿尔坎塔拉发射中心的那座发射架的纬度为南纬2° 22′ 23″。这个发射场是小火箭能够找得到的目前世界上距离赤道最近的陆上发射场。

这个纬度优势使得巴西的运载火箭能够更好地借助地球自转的力量。（该发射场比法属圭亚那的库鲁航天中心更加靠近赤道，而我们提到靠近赤道发射的好处时，每每总是不忘提及法属圭亚那而却淡忘了阿尔坎塔拉，这对巴西航天来说，是不够公平的。）

巴西有着崇尚工程师和工程技术的文化：

里约-尼泰罗伊跨海大桥是一条位于巴西里约热内卢州的跨海大桥，于1974年3月4日落成，连接了里约热内卢和尼泰罗伊，总长13290米，最大跨距300米，是南半球最长的预应力混凝土桥梁（世界第6）。  

巴西有着雄厚的航空工业基础：

EMB-505客机

ERJ-170客机

巴西航空工业公司（Embraer S.A.），成立于1969年，业务范围主要包括商用飞机、公务机和军用飞机的设计制造。现为全球最大的120座级以下商用喷气飞机制造商，在全世界的支线飞机市场的占有率约为45%。

小火箭相信，巴西人实现他们自己的航天梦想只是个时间问题。因为只要永不言败，只要不折不挠地坚持下去，总会有突破技术门槛的一天，总会迎来冲破藩篱，迈入星空的时刻。

加油吧！巴西人！

版权声明：

本文已由邢强博士独家授权小火箭刊发，禁止非授权转载。

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