今天是周五,让我们一起来看看,上一周的航空航天领域,又发生了什么有趣的事。
猎户座飞船逃逸测试成功,但首飞又被推迟了
近日,NASA宣布已成功完成了猎户座飞船(Orion)的发射中止系统(LAS)测试。
猎户座飞船,是NASA正在研发的新一代可复用载人航天器,于2004年拨款立项,在历经数次本体设计和项目计划的变更后,如今的版本高3.3米、直径5米,可最多乘载6人。
目前,即将用于2021年发射的首艘正式版飞船Artemis-1,已经完成了最后的装配,即将在未来2个月内,被送往NASA Plum Brook测试站,进行相关的热真空和电磁环境测试。
从结构来看,猎户座飞船共计包含船员模块(CM)、欧洲服务模块(ESM)和发射中止系统三部分。
早在2008年9月,NASA就已在地表完成了抛射引擎(JM)的相关测试,但考虑到中止系统中,还有用于将飞船加速推离火箭的中止引擎(AM),和之后用于调整姿态的姿态控制引擎(ACM),所以在高空中再进行一次测试还是有必要的。
由于该飞船的“搭档”,超重型运载火箭SLS仍处在早期测试阶段,所以此次飞船测试,是交由一枚特制的导弹推进器来完成的:
在送达距地9.4公里的预定高度后,发射中止系统成功在数毫秒内激活,用中止引擎以180吨的推力,迅速将飞船推离了火箭;
在确保飞船已处在相对安全的区域后,姿态控制引擎也成功启动,并最终完成了船员舱的剥离,坠入海中。
目前,NASA已经成功回收了此次测试中的相关数据,但相比于原定的研发进度,仍然要晚上50天左右。
不过即便如此,这也要比连核心级的初次测试都还尚未完成的SLS火箭要快得多,由于后者的研发进度被一拖再拖,NASA也是刚刚于上月19日宣布,将Artemis-1的发射计划,推迟到2021年末进行。
从半空中发射火箭,维珍公司已完成最后的平台测试
近日,美国初创公司Virgin Orbit公司宣布,已成功完成了空中火箭发射平台的最后测试。
Virgin Orbit,与即将在今年下半年上市的Virgin Galactic公司,同属英国知名跨国企业“维珍集团”的子公司,前者以小型火箭发射服务为研究目标,而后者则以亚轨道载人旅行服务为最终目的。
与传统火箭的发射思路不同,该公司是想要利用一架名为“Cosmic Girl”的波音747飞机,来将火箭带到一定的高度后,再进行发射,并最终完成近地轨道的运输工作。
以这种方式发射的火箭,可以有效避免因大气阻力所带来的绝大部分燃料消耗,使火箭直接获得可观的初始高度和初始速度,以更多燃料向前飞行,进而提升其整体的运载能力。
作为该技术领域的典范,美国诺格创新系统公司,也曾基于洛克希德L-1011客机,研制出了可在空中发射的Pegasus火箭,截至目前已发射43次,其中38次成功;
而由微软联合创始人保罗·艾伦在世时出资成立的Stratolaunch Systems公司,也曾研制过一台可携带重达230吨的空中火箭发射平台,但却因资金链的断裂无疾而终。
按照计划,Virgin Orbit所研制的Virgin One火箭,则将在今年9月之前,完成其首次试飞。
Starhopper成功完成首跳,人类距离火星又近了一步
7月27日,SpaceX旗下的星际飞船原型机Starhopper,成功完成了首次无绳点火起飞测试。
Starhopper全长39米、直径约9米,整体采用了一种特质的不锈钢机身设计,是SpaceX于2017年9月提出的BFR大型运载火箭的一部分,也是星际飞船的首个亚轨道原型机。
为了使飞船能够获得更为强大的推力,SpaceX放弃了在猎鹰火箭上已经用得炉火纯青的Merlin引擎,改为采用全新的全流量分级燃烧循环引擎Raptor。
全流量分级燃烧循环引擎(FFSC),能够分别为氧化剂和燃料供压,并最终使两者完全经由涡轮机进行充分燃烧,从而获得更大的推进效率,是理论上最佳的设计方案。
但由于这类引擎在工程设计上极为复杂,所以截至目前,仍然只有前苏联的RD-270项目和美国空军的IPD项目,研究到了可以进行相关测试的程度。
其实在此之前,Starhopper已经于今年4月和7月16日,完成了首次系绳点火测试,和此次测试前的最后一次静态点火测试,虽然前者顺利完成了,但后者却发生了意外:
引擎点火后,5秒内就引发了大火,好在并没有导致更严重的机体爆炸。
而作为此次意外的罪魁祸首,刚刚从生产线下来的第六台Raptor引擎,则在此次正式的无绳点火测试中,成功经受住了考验,带着飞船飞到了距地20米左右的高度后,再度平稳落地。
根据马斯克的最新消息,虽然目前Starhopper还只安装了一台Raptor引擎,但最终版的飞船预计将会搭载6台(或7台),而作为其助推器的芯级火箭,则更是要配备多达35台;
作为对比,现役最强的“猎鹰重型”火箭,也仅仅搭载了27台Merlin发动机,如何处理好多引擎间的耦合共振影响,将会是比引擎本身更大的考验。
按照现有规划,最早在2021年,这一飞船就将抵达月球;到了2023年,日本亿万富翁前泽友作就将成为首名乘客,环游月球。