进入太空:推进对于进入太空和获得电信、导航和地球观测的好处至关重要。如今,发射行业受到多种趋势的影响。首先,发射节奏每年都在增加,这是由于对太空基础设施支持的服务的需求不断增长。随着低地球轨道卫星通信星座(如 Starlink 或 OneWeb 和 Amazon Kuiper)以及两个计划中的中国机构星座 Guowang 和 G60 的出现,这一趋势急剧加剧。第二个重大突破是垂直着陆和运载火箭助推级可重复使用,这是 SpaceX 的猎鹰 9 号开创的。尽管猎鹰 9 号是目前唯一具有可操作和可靠的助推级可重复使用技术的运载火箭,但可重复使用的火箭发射在 2023 年将占所有发射的 41% 9 。第三个主要趋势涉及向碳中和和可持续的转变
项目一开始,分级燃烧循环火箭发动机就被选定为基准推进系统,其燃烧室压力为 16 MPa [3]。全流量分级燃烧循环采用燃料富集的预燃室燃气轮机驱动氢泵,采用氧化剂富集的预燃室燃气轮机驱动液氧泵,是 SpaceLiner 主发动机 (SLME) 的首选设计方案。SpaceX 已经将雄心勃勃的全流量循环用于配备 Raptor 发动机的 Starship&SuperHeavy [39]。从某些方面来看,SpaceX 的这一概念与 SpaceLiner 想要成为的多任务可重复使用运载火箭类似 [9]。Raptor 发动机受到其星际任务的影响,因此使用了不同的推进剂组合 LOX-LCH4,这种组合有朝一日可能会在火星上现场生产。 SpaceLiner 7 要求助推级发动机的真空推力高达 2350 kN,海平面推力为 2100 kN,载客级则分别为 2400 kN 和 2000 kN。这些值对应于 6.5 的混合比,标称运行 MR 范围要求为 6.5 至 5.5。SpaceLiner 8 的配置目前处于初步定义阶段,其发动机推力与 SL7 保持类似的水平。这些推力足以满足超重型运载火箭的应用,并且与欧洲地面测试基础设施的限制兼容。法国目前正在研究一种部分类似的分级燃烧 LOX/甲烷发动机,推力范围从 2000 kN 到 2500 kN,名为 PROMETHEUS-X。[20] 助推级和载客级/轨道器 SLME 发动机的膨胀比已调整到各自的最佳值;而质量流量、涡轮机械和燃烧室在基准配置中假定保持不变 [18]。表 3 概述了通过循环分析获得的标称 MR 范围内的主要 SLME 发动机运行数据 [19]。表中列出了 SpaceLiner 两种不同喷嘴膨胀比(33 和 59)的性能数据。[19] 中显示了 SLME 的完整预定义运行范围,包括极端运行点。
为了满足这一需求,我们相应地调整了我们的飞行器硬件和模拟能力,主要努力应对高马赫数和低远地点轨迹所固有的高热负荷和机械负荷环境。其中,VSB-30 探空火箭飞行器已多次证明了其出色的性能和进一步的潜力。VSB-30 是一种两级固体推进剂探空火箭,由巴西 DCTA 在 DLR MORABA 的长期合作支持下开发 [7]。自 2004 年首飞以来,MORABA 已发射超过 20 枚 VSB-30,成功率 100%。该飞行器的性能能力超过 400 公斤有效载荷至 250 公里远地点,现在已用于我们所有的研究领域,并且发动机级的制造已达到产能。同时,MORABA 采购了 PATRIOT 导弹防御系统的军用剩余推进装置,并从 2016 年开始成功进行了多次单级和两级飞行。这些飞行器被证明是有价值的,并且它们在更高性能环境中的应用很有吸引力,但必须采购强大的助推级。
1.引言 KOSEN-1是一颗2U-CubeSat木星射电观测技术演示卫星,由高知高等专门学校和群马高等专门学校牵头,联合国立工业大学10所院校(高知高等专门学校、群马高等专门学校、德山高等专门学校、岐阜高等专门学校、香川高等专门学校、米子高等专门学校、新居滨高等专门学校、明石高等专门学校、鹿儿岛高等专门学校、苫小牧高等专门学校)研制。KOSEN-1被JAXA选为创新卫星技术演示-2的主题之一,于2021年11月9日由JAXA的Epsilon-5运载火箭发射。本文介绍了KOSEN-1卫星的概况和KOSEN-1所载系统的最新发展情况。 2.KOSEN-1卫星概况 图1给出了KOSEN-1的最新计算机图形。该卫星的尺寸为2U-CubeSat(尺寸:10cm x 10cm x 23cm,重量:2.6kg)。图2是Epsilon-5运载火箭的飞行图像CG,该运载火箭发射了包括KOSEN-1卫星在内的9颗卫星,图3是ARICA(青山学院大学的1U-CubeSat)和KOSEN-1(2U-CubeSat)的CG,后者从安装在可容纳3U的后助推级(PBS)上的E-SSOD同时发射。KOSEN-1卫星的目标是在CubeSat中演示以下新空间技术:(1)超高精度姿态控制的空间演示