好事多磨,「電子」小運載試射成功
【綜合消息】在去年5月首飛未能實現入軌之後,美國和紐西蘭小運載廠家火箭實驗室公司的「電子」低成本小型運載火箭1月21日在位於紐西蘭北島瑪希亞半島歐尼努伊站的1號發射設施成功進行了第二次試射,並為兩家用戶部署了3顆立方星。火箭於當地時間下午2時43分(北京時間上午9時43分)起飛。這是從紐西蘭進行的首次成功的航天發射。此前一天的發射嘗試因有船隻誤入禁區和天氣轉差等原因而取消。
本次發射原定在去年12月8日起的10天窗口期內進行,但因天氣和技術故障等原因而未能成行。12月12日的一次發射嘗試在進行到發動機已點火之時因有參數超限被箭上計算機自動中止。經查,超限的是輸往第一級一台發動機的液氧溫度,原因是發射場氣溫較高。通往一級各發動機的液氧閥門在倒計時最後階段是打開的,以讓溫度約為零下184攝氏度的超低溫液氧流過推進系統,對各部件進行預冷,為發動機正確啟動創造條件。公司首席執行官貝克說,解決這一問題的辦法是把預冷程序的開始時間提前。12月15日的另一次發射嘗試則因在射前檢查中發射箭上部件存在電力故障被取消。為讓忙了一年的員工在聖誕節期間好好休整,火箭實驗室公司未嘗試延長去年12月的窗口期,而是決定將發射推到今年初。
同代號為「這是次試飛」的首飛一樣,本次發射原本也不打算載帶商業有效載荷,代號為「仍是試飛」。箭上要攜帶一個惰性有效載荷(模擬衛星),並在上面級上安裝各種儀器設備,以對火箭性能進行評定。不過,火箭實驗室公司去年9月底宣布,本次發射還要攜帶行星公司和頂尖公司的立方星。
火箭實驗室公司打算在啟動商業飛行前對「電子」火箭進行3次試飛。但貝克去年8月初在介紹首飛未入軌原因時表示,若第二次發射圓滿成功,公司將跳過第三次試飛,直接轉入商業飛行。他說,再試飛一次除增加統計數據外沒太大實際意義。貝克此前曾表示,公司2018年的目標是要實現月發一次,但他承認實現這一目標需要一些時間。該公司的最終目標是要能每周發射一次。
「電子」火箭意在為小衛星市場帶來高頻度的專門發射機會,消除目前搭載發射方式所受的種種限制。搭載發射用戶對衛星何時發射和發往何處基本沒有話語權。「電子」火箭500公里太陽同步軌道運載能力為150公斤,每次發射收費為490萬美元,明顯低於其它現役火箭。它採用碳複合材料結構,全長17米,直徑1.2米,重10.5噸。第一級採用9台「拉瑟福德」液氧/煤油發動機,起飛推力約153千牛,峰值推力約184千牛;第二級採用單台真空型「拉瑟福德」發動機。「拉瑟福德」發動機每台推力約20千牛,特點是採用全新的電動推進循環,依靠無刷直流電機和高性能鋰聚合物電池來驅動推進劑泵,且主要部件均採用3D列印製造。
火箭實驗室公司去年8月6日宣布,造成「電子」火箭5月25日首飛時未能入軌的原因是地面設備遙測配置錯誤。該公司稱,由於火箭遙測中斷,靶場安全官員只好按既定程序在起飛約4分鐘後發出中止飛行指令。它說,為發射提供支持的一家第三方承包商對用來把火箭無線電信號轉換成靶場官員所用數據的地面設備所做的配置有誤,造成「所接收位置數據大面積損壞」,進而導致數據丟失,促使靶場安全官員觸發火箭飛行中止系統。貝克當天接受採訪時說,這個問題很容易解決,實際上只要在某個軟體里勾選一下就可以了,重要的是要讓承包商加強對服務的監管。
火箭實驗室公司未受軟體錯誤影響的另一路遙測顯示,火箭在飛行中止前一直表現正常。貝克說,火箭當時正沿正常軌跡飛行,繼續飛下去可以入軌。貝克說,公司在分析所收集到的發射數據時「很快」便發現了問題所在,拖了一段時間才公布是為了完成對所有數據的審核,使故障樹的每個潛在分支都得到分析研究。審核未發現火箭本身存在任何需做改動的問題。貝克說,第二枚「電子」火箭幾乎沒做硬體改動。公司主管全球運營的副總裁奧唐奈在接受採訪時稱,第二枚火箭的主要改動是二級貯箱加長了半米,以裝載更多推進劑,延長二級工作時間,從而提高運載能力。
火箭實驗室公司成立於2006年。在矽谷和紐西蘭風投資金以及洛馬公司一筆戰略投資的支持下,它只用了不到1億美元就完成了「電子」火箭的設計鑒定工作,包括進行了80餘次探空火箭試射。該公司在紐西蘭設有發射基地、控制中心和工廠,但總部設在美國南加州,並正在那裡建立第二座火箭組裝廠。該公司由美國聯邦航空局(FAA)監管。
火箭實驗室公司的用戶包括參加谷歌月球X大獎賽的月球快遞公司,涉及3次微型月球著陸器發射任務,其中首個著陸器按賽事原先的要求需在2017年底前發射。不過,賽事主辦方X獎基金會去年8月宣布,參賽各隊只需在2018年3月31日前達到賽事各項要求即可,包括讓探測器落到月面上,在那裡行駛至少500米,並把視頻和其它數據發回地球。這實際上等於給了各參賽隊更多時間。
行星公司和頂尖公司都在建設立方星對地觀測星座。行星公司2016年同火箭實驗室公司簽訂的發射協議涉及至少3次專用發射。頂尖公司則同意使用多達12次「電子」火箭發射來部署其商業氣象與船舶跟蹤立方星。行星公司本次發射的衛星稱為「天鴿先驅者」,為三體立方星,重約5公斤。「天鴿」系列衛星又稱「星群」,圖像解析度3~5米。頂尖公司本次發射的是2顆「狐猿」2衛星,也是三體立方星,配備GPS無線電掩星測量有效載荷,同時配備船舶跟蹤用的「自動識別系統」(AIS)設備,每顆重約4公斤。
除行星公司和頂尖公司外,火箭實驗室公司的其它用戶還包括NASA。NASA2015年10月簽訂的一份發射合同價值近700萬美元。這次發射將攜帶多顆小型科研衛星。另外,從事小衛星發射經紀業務的太空飛行公司去年5月17日宣布訂購一次「電子」火箭發射,將專用於把有效載荷送入不常用的中等傾角軌道。
貝克1月11日接受採訪時表示,下一枚「電子」火箭最快2月份就能上發射台。但他並未透露下次發射的用戶是誰。
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