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    歐空局開辟可反復應用的太空飛機:發射時縱火箭外部

    種別:社會消息宣布人:依致美宣布時光:2017-04-19

    在航天飛機服役以後,人類就壹向缺乏能履行屢次義務的宇宙飛船。歐洲空間局的“太空騎士”(Space Rider)能否能彌補這一空白呢?

    ▲太空騎士最早能夠在2020年達到地球軌道

    宇宙飛船的造價異常昂揚。它們須要數十年時光停止設計、測試和建造。然後,在船員艙載著宇航員前往空中以後,宇宙飛船就永久失蹤在無垠的宇宙中。它們的第一次義務也是最初一次義務。

    ▲NASA的航天飛機在2011年服役,至今還沒有新的可反復應用的太空飛機

    為何不應用一種前往地球以後還能持續履行屢次義務的飛船呢?相似飛機的宇宙飛船概念,最早是由德國迷信家歐根·桑格(Eugene S?nger)在1933年提出的。幾十年以後,太空飛機的研討和開辟轉移到了美國。1959年和20世紀60年月的大部門時光,美國航空航天局(NASA)和美國空軍(USAF)在桑格的任務基本上,發射了實驗機型“X-15”。X-15的騰飛既不像火箭,也不像飛機——它是從美國空軍的B-52轟炸機上丟下去的。一旦離開轟炸機,X-15就會啓動火箭動員機,飛到美國空軍所決議的太空高度——80.4千米——之上。

    X-15並沒有達到地球軌道,它自己只是一個實驗品。不外,它是自20世紀30年月以後最接近太空飛機的航天器,直到1981年被NASA發射的航天飛機所代替。1971年,時任美國總統理查德·尼克松(Richard Nixon)宣告了建造航天飛機的籌劃。這類新型的飛船能像飛機一樣下降,但騰飛時須要借助火箭。固然,人們妄想中的太空飛機是能像大型客機一樣便利、快捷地騰飛和下降。在NASA的航天飛機編隊于2011年服役以後,這個妄想又變得缥缈起來。前蘇聯也有非常相似美國航天飛機的設計——狂風雪號航天飛機(Buran)。不外,狂風雪號只停止了一次無人駕駛的測試義務,並未將宇航員送上天球軌道。

    遭到NASA在20世紀80年月發射的航天飛機啟示,歐洲空間局(ESA)也開端設計本身的“赫爾墨斯太空飛機”(Hermes spaceplane)。這類太空飛機分量爲21噸,能搭載3名宇航員,並輸送3.3噸的貨色前去海拔800千米的軌道上。歐洲空間局最新的太空飛機籌劃“太空騎士”(Space Rider)則不像“赫爾墨斯”這麽有野心,它只能載重800公斤,能達到的高度只要400千米。然則,“太空騎士”的意義在于,它註解了可反復應用的太空飛機設計並沒有隨航天飛機的服役而終結。

    無獨有偶,總部位于倫敦的跨國軍械工業和航空設備公司英國宇航體系(BAE Systems)——前身是英國宇航(British Aerospace)——昔時也推出了“霍特爾”(Hotol)太空飛機的概念。“Hotol”是“Horizontal Take-Off and Landing”的縮寫,意爲“程度騰飛和著陸”。望文生義,“霍特爾”可以像一架通俗飛機一樣在跑道上騰飛和下降。比擬之下,“赫爾墨斯”須要搭在歐洲空間局的新型火箭——阿麗亞娜5(Ariane 5)運載火箭——長進行發射。

    “赫爾墨斯”和“霍特爾”終究都沒有成爲實際,但在某種水平上,它們又都持續存在著。歐洲空間局最新的太空飛機籌劃“太空騎士”也將應用一枚歐洲的火箭——織女星(Vega)運載火箭——停止發射。

    與歐空局研制的迷你無人航天飛機IXV(Intermediate eXperimental Vehicle,IXV;中文譯爲過渡實驗飛翔器或太空計程車)一樣,太空騎士也將在法屬圭亞那停止發射。不外與IXV和赫爾墨斯分歧,太空騎士將作爲一個軌道主動化試驗室,可用于資料的測試。屆時,太空騎士的載荷艙將翻開,裸露在太空情況中。

    歐洲空間局太空騎士和織女星火箭開辟項目擔任人喬治·圖米諾(Giorgio Tumino)說:“(太空騎士)第一個重要義務是在軌道長進行一系列技術的演示,包含地球不雅測、主動化摸索和微重力試驗等。”

    在圖米諾及其團隊研討、開辟IXV和太空騎士的同時,歐洲其他國度也提出了本身的假想。英國“噴氣動員機”(Reaction Engines)公司正在研發一種被稱爲“雲霄塔”(Skylon)的無人駕駛太空飛機,可用于發射衛星。德國航空航天中心(DLR)則提出了“太空班機”(SpaceLiner)的概念,可以用于載人亞軌道飛翔。但是,不管是雲霄塔照樣太空班機,短時光內都還沒法看到它們湧現在地球軌道上,至多不會在太空騎士之前。

    ▲很多太空飛機,包含美國的X-34,都對無人駕駛的設計停止了摸索

    太空騎士能夠會在2020年或年達到地球軌道,這得益于客歲12月時,歐洲空間局的27個成員國同意了對該項目標設計撥款。這筆錢將確保歐洲空間局與意大利航空航天研討中心(CIRA)、泰雷茲阿萊尼亞宇航公司(Thales Alenia Space)和洛克希德馬丁公司(Lockheed Martin)的協作順遂停止,在2019年時完成太空飛機的設計。今朝該項目由意大利航空航天研討中心擔任治理。

    不外,太空騎士的初次飛翔極可能不會離開地球大氣層。該飛翔器的全尺寸模子將于2019年經由過程大氣氣球或直升機停止投放,以測試其著陸後果。設計中采取了一個翼傘體系,可以贊助太空騎士加速。圖米諾稱,這些飛翔和著陸測試將在兩個所在停止,多是聖瑪利亞島,也多是瑞典的S-range飛翔測試場。

    大氣氣球可以用來測試太空騎士的全程下降飛翔,翼傘體系可以引誘太空騎士著陸,而直升機可以投下太空騎士,停止接近跑道和終究著地的測試。20世紀60年月,NASA已經應用翼傘停止過雙子座載人飛船的跑道著陸引誘實驗,接著在20世紀90年月初的SpaceWedge項目和年的X-38實驗機(後來被撤消)測試中也應用過翼傘。

    此前,在IXV項目中也停止過這類著陸測試,測試所在包含美國亞利桑那州和地中海的撒丁島。IXV的獨壹一次飛翔是在2015年,其時它以每秒7.5千米的速度停止了100分鍾的亞軌道飛翔。在下降到寧靖洋之前,IXV總共飛翔了0千米。

    太空騎士將下降在葡萄牙聖瑪利亞島的一條跑道上。聖瑪利亞島位于大西洋,是亞速爾群島的一部門。圖米諾表現,該島位于大海傍邊,很合適在太空騎士投入運轉後作爲前往地球的著陸點。

    在IXV以後,歐洲空間局已經提出過一項名爲“歐洲可反復應用在軌驗證器項目-立異太空飛翔器”(Programme for Reusable In-orbit Demonstrator for Europe–Innovative Space Vehicle,Pride-ISV)的籌劃。“太空騎士”恰是Pride-ISV項目標新名字,只是在設計上略有分歧。

    圖米諾說明稱,太空騎士將比IXV略微大一些,後者長度爲4.4米。他信任太空騎士將會勝利,由於它是基于曾經勝利飛翔的IXV開辟的。“我們沒有許多未知的成績,我們只須要把一切整合在壹路,使其最有益于義務目的的完成,”他說,“一切都曾經證明是可行的,並且很輕易實行。”

    雖然太空騎士是下降在跑道上,但它的騰飛卻不是在跑道上。與NASA的航天飛機比擬,太空騎士的體積小了許多,但異樣也須要借助火箭停止垂直發射。狂風雪號航天飛機和NASA的航天飛機與搭載它們的火箭推動器是並排而立的,而太空騎士將被放置在織女星-C運載火箭的頂部。作爲織女星運載火箭中體量最大的成員,織女星-C將在2019年發射。

    ▲太空騎士的體積絕對較小,在發射時可以或許被密封在火箭的整流罩內

    不外,太空騎士並不是以這類方法發射的第一台太空飛機。2010年,美國空軍初次應用阿特拉斯-5型運載火箭發射了無人太空飛機X-37B軌道實驗飛翔器(Orbital Test Vehicle,OTV)。這台飛翔器由介入過航天飛機項目標波音公司研發,體積比太空騎士大許多。它的長度到達9米,能在軌道上運轉至多270天。在第4次義務中,X-37B完成了軌道飛翔。美國空軍在客歲傳播鼓吹,他們將應用X-37B測試電力推動技術。

    太空騎士是一款民用太空飛機,它將來的義務時光只要幾個月。在發射時代,太空騎士和X-37B都將被密封在火箭整流罩內。整流罩是火箭的凸起部門,由兩片槍彈頭外形的半殼構成,使火箭能切開低層的大氣。一旦達到大氣層頂端,這兩片半殼就會從火箭上分別,墜落到空中。

    X-37B和太空騎士還有另外壹個配合點:它們都裝有太陽能板,可以在軌道飛翔時爲本身供能,從而延伸義務時光。太空飛機在從新應用時都須要停止創新,太空騎士也不破例。固然,最主要的是,我們終究又無機會面到新的太空飛船在空中和太空之間往復穿越了。

    
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