[发射视频]好事多磨,“电子”小运载试射成功



在去年5月首飞未能实现入轨之后,美国和新西兰小运载厂家火箭实验室公司的“电子”低成本小型运载火箭1月21日在位于新西兰北岛玛希亚半岛欧尼努伊站的1号发射设施成功进行了第二次试射,并为两家用户部署了3颗立方星。火箭于当地时间下午2时43分(北京时间上午9时43分)起飞。这是从新西兰进行的首次成功的航天发射。此前一天的发射尝试因有船只误入禁区和天气转差等原因而取消。

本次发射原定在去年12月8日起的10天窗口期内进行,但因天气和技术故障等原因而未能成行。12月12日的一次发射尝试在进行到发动机已点火之时因有参数超限被箭上计算机自动中止。经查,超限的是输往第一级一台发动机的液氧温度,原因是发射场气温较高。通往一级各发动机的液氧阀门在倒计时最后阶段是打开的,以让温度约为零下184摄氏度的超低温液氧流过推进系统,对各部件进行预冷,为发动机正确启动创造条件。公司首席执行官贝克说,解决这一问题的办法是把预冷程序的开始时间提前。12月15日的另一次发射尝试则因在射前检查中发射箭上部件存在电力故障被取消。为让忙了一年的员工在圣诞节期间好好休整,火箭实验室公司未尝试延长去年12月的窗口期,而是决定将发射推到今年初。

同代号为“这是次试飞”的首飞一样,本次发射原本也不打算载带商业有效载荷,代号为“仍是试飞”。箭上要携带一个惰性有效载荷(模拟卫星),并在上面级上安装各种仪器设备,以对火箭性能进行评定。不过,火箭实验室公司去年9月底宣布,本次发射还要携带行星公司和顶尖公司的立方星。

火箭实验室公司打算在启动商业飞行前对“电子”火箭进行3次试飞。但贝克去年8月初在介绍首飞未入轨原因时表示,若第二次发射圆满成功,公司将跳过第三次试飞,直接转入商业飞行。他说,再试飞一次除增加统计数据外没太大实际意义。贝克此前曾表示,公司2018年的目标是要实现月发一次,但他承认实现这一目标需要一些时间。该公司的最终目标是要能每周发射一次。

“电子”火箭意在为小卫星市场带来高频度的专门发射机会,消除目前搭载发射方式所受的种种限制。搭载发射用户对卫星何时发射和发往何处基本没有话语权。据航天爱好者网了解,“电子”火箭500公里太阳同步轨道运载能力为150公斤,每次发射收费为490万美元,明显低于其它现役火箭。它采用碳复合材料结构,全长17米,直径1.2米,重10.5吨。第一级采用9台“拉瑟福德”液氧/煤油发动机,起飞推力约153千牛,峰值推力约184千牛;第二级采用单台真空型“拉瑟福德”发动机。“拉瑟福德”发动机每台推力约20千牛,特点是采用全新的电动推进循环,依靠无刷直流电机和高性能锂聚合物电池来驱动推进剂泵,且主要部件均采用3D打印制造。

火箭实验室公司去年8月6日宣布,造成“电子”火箭5月25日首飞时未能入轨的原因是地面设备遥测配置错误。该公司称,由于火箭遥测中断,靶场安全官员只好按既定程序在起飞约4分钟后发出中止飞行指令。它说,为发射提供支持的一家第三方承包商对用来把火箭无线电信号转换成靶场官员所用数据的地面设备所做的配置有误,造成“所接收位置数据大面积损坏”,进而导致数据丢失,促使靶场安全官员触发火箭飞行中止系统。贝克当天接受采访时说,这个问题很容易解决,实际上只要在某个软件里勾选一下就可以了,重要的是要让承包商加强对服务的监管。

火箭实验室公司未受软件错误影响的另一路遥测显示,火箭在飞行中止前一直表现正常。贝克说,火箭当时正沿正常轨迹飞行,继续飞下去可以入轨。贝克说,公司在分析所收集到的发射数据时“很快”便发现了问题所在,拖了一段时间才公布是为了完成对所有数据的审核,使故障树的每个潜在分支都得到分析研究。审核未发现火箭本身存在任何需做改动的问题。贝克说,第二枚“电子”火箭几乎没做硬件改动。公司主管全球运营的副总裁奥唐奈在接受采访时称,第二枚火箭的主要改动是二级贮箱加长了半米,以装载更多推进剂,延长二级工作时间,从而提高运载能力。

火箭实验室公司成立于2006年。在硅谷和新西兰风投资金以及洛马公司一笔战略投资的支持下,它只用了不到1亿美元就完成了“电子”火箭的设计鉴定工作,包括进行了80余次探空火箭试射。该公司在新西兰设有发射基地、控制中心和工厂,但总部设在美国南加州,并正在那里建立第二座火箭组装厂。该公司由美国联邦航空局(FAA)监管。

火箭实验室公司的用户包括参加谷歌月球X大奖赛的月球快递公司,涉及3次微型月球着陆器发射任务,其中首个着陆器按赛事原先的要求需在2017年底前发射。不过,赛事主办方X奖基金会去年8月宣布,参赛各队只需在2018年3月31日前达到赛事各项要求即可,包括让探测器落到月面上,在那里行驶至少500米,并把视频和其它数据发回地球。这实际上等于给了各参赛队更多时间。

行星公司和顶尖公司都在建设立方星对地观测星座。行星公司2016年同火箭实验室公司签订的发射协议涉及至少3次专用发射。顶尖公司则同意使用多达12次“电子”火箭发射来部署其商业气象与船舶跟踪立方星。行星公司本次发射的卫星称为“天鸽先驱者”,为三体立方星,重约5公斤。“天鸽”系列卫星又称“星群”,图像分辨率3~5米。顶尖公司本次发射的是2颗“狐猿”2卫星,也是三体立方星,配备GPS无线电掩星测量有效载荷,同时配备船舶跟踪用的“自动识别系统”(AIS)设备,每颗重约4公斤。

除行星公司和顶尖公司外,火箭实验室公司的其它用户还包括NASA。NASA2015年10月签订的一份发射合同价值近700万美元。这次发射将携带多颗小型科研卫星。另外,从事小卫星发射经纪业务的太空飞行公司去年5月17日宣布订购一次“电子”火箭发射,将专用于把有效载荷送入不常用的中等倾角轨道。

贝克1月11日接受采访时表示,下一枚“电子”火箭最快2月份就能上发射台。但他并未透露下次发射的用户是谁。

(本文来源:航小宇)