通过进行一系列轨迹模拟来评估这一点,模拟中火箭的推力在飞行的各个点处被切断,以确定一系列可能的撞击点。然后通过考虑撞击区的人口密度来确定总体生命风险。这类分析是作为与上面提到的 HFD 分析相同的研究的一部分进行的,结果以图表形式呈现在报告 [1] 中。虽然这项研究考虑了运载火箭从不同位置起飞,但火箭的发射点与维珍轨道使用的地点非常相似(即爱尔兰西南部的靶场)。分析显示,发射器的飞行路径将经过马德拉群岛和加那利群岛附近,如果第二级发动机过早关闭等,则有很大风险撞击这些岛屿。
Axient 是由国防和民用市场四大领先企业合并而成:QuantiTech LLC、Millennium Engineering and Integration LLC、Systems Engineering Group 和 Dynamic Concepts LLC。Axient 总部位于阿拉巴马州亨茨维尔,30 多年来一直为联邦政府提供一流的服务和解决方案。我们拥有 2200 多名员工,在阿拉巴马州、田纳西州、佛罗里达州、加利福尼亚州、新墨西哥州、科罗拉多州和国家首都地区设有办事处,为客户提供本地专业知识和项目管理,这意味着响应时间更快,合作伙伴更容易联系。Axient 已获得以下认证:ISO 9001:2015、AS9100 Rev D、CMMI-DEV 成熟度 3 级,并拥有 DCMA 采购系统、DCMA 财产系统和 DCAA 会计系统。我们成功的历史归功于我们的核心理念:将使命和客户放在第一位,授权我们的项目领导者,并提供以使命为导向的增值服务和解决方案。
1. 简介 有效载荷可以通过从地面发射的太空火箭送入轨道,但这并不是唯一可行的解决方案。例如,可以使用机载发射系统到达低地球轨道。[1,2] 中研究了空中发射的好处。这种解决方案可以成为大型航天发射综合体的一种有趣替代方案,特别是因为它可能有利于发射小型有效载荷。此外,对于那些没有自己的太空运输系统或正在寻找一种在发射场和系统机动性方面具有极大灵活性的解决方案的国家来说,拥有一套空中发射入轨系统至关重要。纳米和微型卫星(重量从 1 到 50 公斤)市场的出现使空气辅助火箭发射平台成为此类有效载荷的竞争性解决方案。这种类型的卫星不仅在航天工业巨头国家的财力范围内,而且在个别企业甚至公司的购买力范围内。市场分析显示,2020年约有200颗纳米和微型卫星被发射到不同的轨道。此外,甚至一些大学和研发中心也有兴趣将自己的小卫星发射到太空,以充当研究平台。充当辅助平台的飞机的载重量足以运载能够发射高达50公斤太空有效载荷的火箭。迄今为止,纳米和微型卫星已作为附加的补充有效载荷(所谓的“搭载”)随主要有效载荷发射。值得注意的是,这种系统在军事领域也有应用,例如作为反卫星武器或响应式空中发射。因此,时间和目标轨道取决于订购运输主要有效载荷的一方的要求。作战响应空间应用涉及快速设计和建造军用卫星以供其立即发射,这是另一个值得考虑的市场领域。目前,经典卫星的研发阶段持续 4 至 10 年(微型卫星为 1 - 4 年)。执行空中辅助发射操作需要 1-3 年,这意味着该时间与设计和建造卫星所需的时间相当。2007 年,美国成立了作战响应空间办公室 (ORSO),该机构的任务是建立一个小型卫星“战术”系统,能够提供广泛理解的“支持”武装部队。其另一项任务是
Artemis运动是NASA的标志性太空飞行努力,旨在将人类返回月球并将船员任务派往火星。这项复杂的工作涉及许多NASA中心的多个计划和项目,包括太空发射系统(SLS)重型火箭;猎户座船员车;支持发射和恢复的勘探地面系统;机组人员的外座椅;人类的着陆系统,将船员带到农历表面;门户,围绕月球轨道的空间站。第一个任务Artemis I是25.5天的未蛋式测试飞行,围绕月球,于2022年12月返回地球。Artemis II是第一个船员任务,计划于2024年秋季推出,Artemis III(涉及两名宇航员的月球着陆)计划于2025年进行。
为了实现登月目标,NASA 正在改造航天飞机时代的传统硬件,包括固体火箭助推器和 RS-25 火箭发动机,为阿尔忒弥斯计划的太空发射系统 (SLS) 提供动力,该系统将把猎户座载人舱发射到月球。从 2012 财年到 2025 财年,NASA 对阿尔忒弥斯计划的整体投资预计将达到 930 亿美元,其中到 2022 年 SLS 计划的成本将达到 238 亿美元。对于 SLS 发射,NASA 与诺斯罗普·格鲁曼公司签订了两份助推器合同,与 Aerojet Rocketdyne 签订了两份 RS-25 发动机合同。这四份合同、履行期和价值如下:助推器——2006 年 4 月至 2023 年 12 月,44 亿美元;助推器生产和运营合同 (BPOC)——2020 年 6 月至 2031 年 12 月,32 亿美元;改装(RS-25 发动机)——2006 年 6 月至 2020 年 9 月,21 亿美元;RS-25 重启和生产——2015 年 11 月至 2029 年 9 月,36 亿美元。
过去,火箭的每个部件都用于将卫星和航天飞机送入轨道,仅供一次性使用。通常,在火箭第一级被发射后,火箭第一级会坠落到地球表面,在大气层中燃烧并被摧毁。可重复使用的火箭是解决这一困境的一步。SpaceX 是一家领先的可重复使用火箭发明公司,它成功开发了能够进行多次发射的火箭。能够重复使用火箭是一项艰巨的任务,需要经过许多步骤。SpaceX 致力于通过提供高可靠性、低成本的发射服务来彻底改变太空方式。它目前为猎鹰 9 号和猎鹰 9 号重型运载火箭以及龙飞船等商业航班提供发射服务。这提供了与猎鹰 9 号火箭相关的最新发展和进步。
预计退休后,美国宇航局致力于用一个或多个商业拥有和经营的空间目的地代替ISS。在截至2021年9月30日的财政年度(FY)中,国会授权了1700万美元,这是该机构表示需要的1.5亿美元的一小部分。NASA的长期,深空勘探任务的计划取决于连续进入低地球轨道的研究实验室。 实际上,旨在将人类返回月球并最终将宇航员降落到火星上的Artemis Mission,如果没有继续进行的人类健康研究和技术示范,在ISS及其最终的替代者中进行了持续的人类健康研究和技术演示。 只要人类打算在太空中旅行,NASA就会期望在低地球轨道的微重力环境中进行研究和测试。NASA的长期,深空勘探任务的计划取决于连续进入低地球轨道的研究实验室。实际上,旨在将人类返回月球并最终将宇航员降落到火星上的Artemis Mission,如果没有继续进行的人类健康研究和技术示范,在ISS及其最终的替代者中进行了持续的人类健康研究和技术演示。只要人类打算在太空中旅行,NASA就会期望在低地球轨道的微重力环境中进行研究和测试。
下方显示的 STEM 学科矩阵根据每个学科内的四个主要重点领域,将此模块中的每项活动与 STEM 教学标准进行对齐。科学的四个重点领域改编自下一代科学标准 (NGSS) 中学学科核心思想。技术的四个重点领域改编自国际教育技术协会 (ISTE) 学生标准。工程的四个重点领域改编自美国国家科学教学协会 (NSTA) 和 NGSS 科学与工程实践。数学的四个重点领域改编自数学中学内容标准的共同核心州立标准 (CCSS)。在附录:STEM 标准和实践中查找其他矩阵。
太空电梯的建设将是巨大成本和风险的行星工程的鼓舞人心的壮举。但是,好处会超过成本和风险吗?确切地说,建立这种结构的目的是什么?例如,如果太空电梯可以每天提供无推进剂(免费释放)轨道转移到太阳系及其他行星的轨道转移该怎么办?我们认为,这种好处可能会超过成本和风险。但是太空电梯可以提供这样的服务吗?在本手稿中,我们检查了3层太空电梯启动系统设计,并对使用此类设计的航天器的轨道力学提供了详细的数学分析。我们发现所有设计中的限制因素是过渡到黄道平面的问题。对于第1级和第2层,我们发现可以将自由释放转移到所有外行星都是可能的,从而达到了远远超出了当前基于地球的火箭技术的能力,但由于行星对齐而导致的覆盖率显着。对于第3层电梯,我们发现每天都有可能快速的免费释放转移到太阳系中的所有行星。最后,我们表明,第2层和3个空间电梯可以潜在地使用配重执行上演的弹弓手术,从而提供了速度乘数,该速度乘数可以大大减少到外行星和星际目的地的运输时间。