日本已經擁有洲際導彈？美俄保持沉默，中國笑而不語
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2018年1月18日凌晨，Epsilon 3號機於內之浦航天中心將一顆小型雷達測繪衛星送入太陽同步軌道。這既是Epsilon火箭首次在夜間發射，也是Epsilon強化型的首次發射。通過更換推力更大的二子級並增加碳纖複合材料使用量將500千米太陽同步軌道運載能力提升至590千克。
作為日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）研製的新一代固體運載火箭，Epsilon是一款以現有成熟技術為基礎經系統優化後打造的發射成本更低、發射流程更加自動化的火箭。
繼承與變化並存
Epsilon固體運載火箭全長約24.4米，重91噸，直徑2.6米，動力系統由三級固體火箭發動機組成，且均為成熟型號。第一級由H-IIA運載火箭的固體助推器SRB-A改進而來，第二級M-34c和第三級KM-V2b是M-V固體火箭的第三/四級，日本人也直接照搬過來使用。其中，第一級SRB-A直徑2.5米，發射質量75噸，推進劑質量66.3噸，真空推力2271千牛，工作時間116秒，真空比沖284秒；第二級M-34c直徑2.2米，發射質量12.3噸，推進劑質量10.8噸，真空推力371.3千牛，工作時間105秒，真空比沖300秒；第三級KM-V2b發射質量2.9噸，推進劑質量2.5噸，真空推力99.8千牛，工作時間90秒，真空比沖301秒。該型火箭可將1200千克的有效載荷發射到250千米×500千米、軌道傾角30度的近地軌道。加裝液體上面級後，具備了太陽同步軌道發射能力，可將450千克的有效載荷送入500千米、軌道傾角97.4度的太陽同步軌道；由於上面級自重吃掉了300千克的搭載能力，只能將700千克的有效載荷送入500千米高的近圓軌道。
通常情況下，為了讓推進劑燃氣流充分膨脹以便將更多的化學能轉化為動能，設計師都會加長發動機噴管。但如此一來火箭的整體長度就增加了，太過長細的火箭容易誘發振動且降低了穩定性，前者會導致火箭折斷，後者會使火箭難以控制並墜毀。為了降低火箭長度，M-34c和 KM-V2b固體火箭發動機均採用可拋式單級延伸噴管，將整個噴管分成前後兩部分，後半截噴管被稱為延伸段。平時延伸段套在噴管上以縮小固體火箭發動機長度。當發動機工作時，靠伸展一圈被壓縮的彈性桿將延伸段展開以加長噴管提高推力。大家需要注意的是可拋式噴管不是將噴管拋掉，而是在噴管展開後將展開結構拋掉以減輕結構重量。
上述三種固體火箭發動機殼體、噴管等主要構件全部使用碳纖維增強複合材料，Epsilon火箭也因此成為日本首枚全複合材料殼體的固體運載火箭；M-V火箭由於第一級固體火箭發動機M-14使用合金鋼殼體而成為了日本最後一種使用金屬殼體的固體運載火箭。
液體上面級（PBS，Post Boost Stage）的主要結構是一個截錐體框架，頂端固定三個推進劑儲罐，姿控發動機位於框架四周。質量約300千克，推進劑質量約100千克，比沖215秒。液體上面級由H-IIA大推力運載火箭的第二級液體姿控發動機改進而來。
液體上面級
此外，第一級火箭發動機所採用的固體滾動控制發動機、第二級的液體姿控發動機和用於第三級發動機（裝配在第二/三級級間段上）起旋的小型固體發動機均來自於M-V火箭的成熟技術並稍加改進。
Epsilon項目帶給日本航天界的最大變化當屬發射前的檢測工作實現了人工智慧化——從發射準備階段到最終實施發射均由電腦處理數據並對各種故障自動作出響應，無需人工干預。較之於「傳統」火箭型號設備龐雜的發射指控室，日本宇宙航空研究開發機構宣稱他們只要一台電腦即可完成Epsilon火箭的發射控制工作（實際使用時會投入兩台電腦互為備份），他們將其稱為「移動式發射控制」。Epsilon的項目經理森田泰弘曾宣稱「以往需要60人花費3個小時對300處進行發射前的檢查工作，Epsilon僅由3人操作兩台電腦，用70秒就完成了。」這樣不但簡化了檢測流程、縮短了測試周期，還把大量人力從分析數據和處置故障中解脫出來。
Epsilon僅靠幾台電腦就可進行測試發射
Epsilon項目的預期目標是：將發射費用從M-V的75億日元降到30億日元；發射準備周期從M-V的42日減少到7天。
為了發射Epsilon火箭，內之浦航天中心對發射工位進行了適應性改造：臍帶塔由傾斜式改為了垂直式；火箭發射台下端新增一個封閉的長方體鋼結構與新建的導流槽聯通，以便將火箭的高溫尾煙順利排走。
有趣的是，從M-V時代起，為了提高火箭起豎後的抗傾倒能力，日本人專門設計了一個截錐體火箭支撐環。這個支撐環下端固定在發射台上，上端套在火箭尾部用以增大火箭的接地面積，從而在地震和大風等情況下增強火箭的穩定性。Epsilon同樣繼承了這個久經考驗的發明。
導彈火箭之爭
長期以來，外界普遍認為日本借研製運載火箭「暗地」發展彈道導彈技術，筆者認為這是一種先入為主的看法。
運載火箭和彈道導彈本就是一棵樹上的兩根樹枝，總體設計同源性強。但我們不能簡單地認為Epsilon可以快速實現運載火箭和彈道導彈的角色互換。首先要考慮發射準備周期，這是衡量彈道導彈反應能力的重要指標。本次用於發射SPRINT-A衛星的Epsilon試驗機從第一級火箭6月2日進場到8月27日第一次發射嘗試共歷時87天，日本宇宙航空研究開發機構的目標是在該型正式投用後將發射準備周期（從全部火箭分段進場算起）縮小到7天，這在運載火箭里算是目前最快的了，但對於彈道導彈來說，這遠遠不夠。此外，兩者的測試方式也大有區別：每一枚彈道導彈在轉交作戰部隊後每隔一段時間都會接受例行測試，這樣的測試方式不但使導彈長期處於穩定的作戰狀態而且還在發射時省去一些測試環節，當作戰部隊接到發射指令後可在數小時內完成發射前檢測並實施發射；而運載火箭則是依照任務窗口倒排測試節點，整個測試流程都集中在發射前數日乃至數月的時間段內，平時則存放於庫房。所以我們也無法拿Epsilon的7天來描述其「作為彈道導彈時」的反應速度。
Epsilon火箭的結構不緊湊。由於火箭各級發動機直徑不同，為了追求良好的氣動外形，保持火箭表面的層流狀態，2.5米直徑的寬大整流罩自上而下包裹了載荷和第二/三級以及液體上面級。這就增加了結構質量。
Epsilon火箭的運載能力並非日本研製過的固體火箭里最大的。如果日本人追求投擲能力，已經退役的M-V火箭反而是最好的選擇——該型火箭是目前為止世界上用於衛星發射的固體火箭里運力最大的。三級版的M-V火箭可將1800千克的有效載荷送入200千米、軌道傾角30度的近地軌道，並可將1300千克的有效載荷送入200千米、90度傾角的太陽同步軌道；加裝KM-V2b第四級的版本可將1800千克的有效載荷送入400千米、軌道傾角30度的近圓軌道。而由大名鼎鼎的MX重型洲際導彈改進而來的人牛怪IV也僅能將1700千克的載荷投擲到185千米的低軌道（軌道傾角28.5度）。
M-V 5號機
退一萬步講，就算日本人真打算部署Epsilon這樣一種「彈道導彈」，其高達91噸的質量也使其難以機動部署，而日本多地震、地幅狹小的現實又使地下井部署面臨重重困難。地震多發，意味著可供選擇的部署地點有限；地幅狹小，意味著敵方對核武器設施的打擊將順帶毀滅日本本土，英法等國土面積同樣狹小的有核國家均選擇僅部署海基核武器來規避對本土的核打擊（法國曾部署陸基核武器，後來全部退役）。而Epsilon火箭在設計上並未考慮海基部署的嚴苛要求，其龐大的體積也遠大於任何一種現役的潛射彈道導彈。
綜上所述，Epsilon火箭雖然具備理論上的洲際投擲能力，但其總體設計水平仍有很大的改進空間。考慮到日本從未具備核武器研發、製造能力，戰略偵察系統尚處於發展階段，想要在短時間內搞出一套完整的洲際導彈武器系統根本就是痴人說夢。
Epsilon發射任務綜述
項目經理森田泰弘
2006年M-V火箭執行了最後一次發射任務，此後M系列就徹底退役了。此後日本宇宙航空研究開發機構就開始考慮如何利用已有固體火箭技術和正在開發的智能測試技術降低M系列的高昂的發射成本。2009年，Epsilon的風洞模型已經在頻繁吹風以獲取火箭的不同狀態下的氣動數據。2010年2月進入「基本設計階段」，這相當於我國航天器的初樣研製階段。次年7月完成初步設計評審後進入了「詳細設計階段」，即試樣設計。Epsilon火箭的各種試驗件在這一階段進行了大量地面試驗來鑒定總體設計和工藝，比如艙段要進行靜力測試和振動測試，火箭發動機要進行熱試車，箭上儀器設備也要進行各項通電測試並模擬飛行。2012年3月Epsilon火箭通過了關鍵設計評審，順利進入了「維持設計階段」。這一階段相當於我國運載火箭研製的試樣設計階段，在此階段要製造用於軌道飛行任務的實體火箭並凍結火箭的技術狀態。
在沉寂7年後，內之浦航天中心迎來了Epsilon 1號機的首次發射。Epsilon火箭將搭載宇宙航空研究開發機構研製的火星分光觀測衛星（SPRINT-A）。這顆衛星長寬各１米、高４米、重３６５公斤。其搭載的極紫外分光器將用於觀測火星、金星等太陽系行星的大氣變化等。
自6月2日Epsilon第一級進場測試，其間還發生一點意外——運輸第一級火箭的平板車出現液壓系統故障，拋錨在了坡道上。後經修理才將第一級火箭運抵發射場測試廠房。此時的Epsilon火箭還被成為E-X，X代表其試驗性質。
8月1日在檢查發射準備機房中的電氣設備時，發現部分線路存在無法通信的情況。後於8月5日發現連接火箭與地面設備的信號傳輸設備中有一處布線有誤。雖已進行修理，但因準備工作有所耽誤而決定延期發射。日本宇宙航空研究開發機構將原定於22日的發射日期推遲到27日。
25日，日本宇宙航空研究開發機構公布了更加詳細的發射信息：預定發射時刻為日本標準時13時45分（北京時間12時45分），發射窗口從13時45分到14時30分（日本標準時）。為方便大家閱讀，後續事件均按日本標準時間描述。
27日上午，火箭按計劃於10時45分左右從勤務塔移出。此時此刻，如潮的「圍觀」人群早已在發射場附近的海灘集結，大家都對這枚新型火箭的首次發射翹首以盼。此時距離日本前一種新型火箭H-IIA首飛已過去12年，日本航天人和日本民眾都對Epsilon固體運載火箭給予了厚望。但希望越大失望也就越大，就在發射前19秒，火箭自檢發現箭體姿態異常。智能化檢測系統隨即終止了發射流程。
日本宇宙航空研究開發機構於次日表示，火箭姿態異常屬於電腦誤判，因而自動停止了倒計時。實際上火箭一直保持靜止狀態。他們至少需要兩天時間才能查明具體原因，Epsilon火箭的下一次發射要等到30日以後了。
8月30日，日本宇宙航空研究開發機構召開了新聞發布會，詳細公布了對Epsilon火箭發射終止的調查結果。調查報告稱，箭載計算機與地面控制中心的數據通信出現了微小的時間差：當箭載計算機發送有關火箭姿態的數據時，地面控制中心的電腦接收數據比預定時間滯後了0.07秒，導致控制中心的測試系統誤報姿態異常。
日本文部科學大臣下村博文在記者會上稱，期望能在９月的早些時期再次實施發射。
9月8日，內之浦發射場完成了修復故障後的火箭發射演練。
9月13日，日本宇宙航空研究開發機構發布了Epsilon火箭再次發射的詳細時間信息。發射時間為9月14日13時45分，發射窗口為13時45分到14時30分。
9月14日一早，熱心的民眾再次聚集到內之浦發射場附近的海岸。由於在臨近發射時有不明船隻進入了海上警戒區，原定於13時45分的發射被推遲到了14時整。在完成一系列發射前檢測後，Epsilon 1號機順利發射升空。經過61分39秒的飛行，SPRINT-A衛星順利進入近地點950千米、遠地點1150 千米、軌道傾角31度的橢圓軌道，軌道周期106分。
首飛
Epsilon 1號機的發射成本共計53億日元。按照Epsilon項目經理森田泰弘此前接受記者採訪時的表述，日本宇宙航空研究開發機構計划到2017年為止，每年發射一枚Epsilon火箭。森田表示如果能進一步壓低發射成本，他們希望每月都有發射。在發射後的記者會上，森田泰弘再次提到今後的發射規劃時則又謹慎了一些，稱Epsilon 2號機將於兩年後發射，其後則尚無計劃。他們要首先保證在5年內發射3枚火箭并力爭到2017年將發射費用降至30億日元。此外，日本宇宙航空研究開發機構還將把Epsilon項目壓縮成本的方法和經驗用到新一代大型運載火箭H-3項目中。筆者認為，Epsilon或許寄託了為高成本所苦惱的日本航天人的共同夢想吧。
彩月追月
Epsilon 2號機和3號機的發射就很平淡無奇了，飛行一切正常、衛星順利入軌。唯一引人注目的是由於射向和時間上的巧合，3號機固體火箭發動機的尾煙在高空被已沉入地平線的太陽照亮並呈現出絢麗的顏色。日本群眾紛紛稱這是吉祥的「火鳳凰」。
不明朗的未來
筆者為何著重描寫Epsilon的首飛？一方面是因為在此之前日本已經多年未研製新型號運載火箭，這次首飛得到了日本舉國上下和國際社會的密切關注。因此相關資料很多，可以給讀者提供更多細節。另一方面讀者朋友多喜歡情節豐富的故事。而運載火箭的首飛往往都不太順利甚至乾脆炸在工位上，故事性較強（擦汗）。
至此，森田泰弘實現了5年內完成3次發射的目標。但從根源上講，單從運載火箭這一個分系統下手並不能改變日本航天發射頻率低的現狀；火箭作為一種工業製成品，量上不去的前提下欲進一步壓縮成本也並不現實。
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