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。
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。
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
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。
当NASA的太空发射系统(SLS)火箭在2021年与Orion Crew车辆发射时,它将为NASA的目标奠定基础,即在Artemis计划的一部分中登陆第一位女士和下一个男人。第一次航班 - Artemis I-也将标志着Smallsats的里程碑。13个6u立方体显示在Artemis I飞行中,这是第一架立方体的舰队,作为乘车场的乘车机会。(NASA的第一个Cubesats到Deep Space,Twin Mars Cube One [Marco]航天器是Insight Mars Lander Mission不可或缺的一部分)。Artemis I Cubesat明确代表了各种各样的Smallsats,执行了一系列科学任务和技术演示。来自NASA,国际合作伙伴,学术界和行业的有效载荷将执行各种实验。几个小萨特人将执行以月球为重点的任务,这些任务可能会返回数据,以解决该机构的月球勘探计划中的战略知识差距(SKG)。的确,Artemis I Cubesats将在该机构21世纪Lunar计划的先锋队中。Artemis I任务将产生数据,以支持太空辐射意识,船员着陆和现场资源利用,有助于支持持续的人月球存在。几个Artemis I Cubesats正在展示新技术,包括推进功能。在Artemis I Cubesats中,是NASA的Cube Question挑战的三个,这是百年挑战计划的一部分。这三个任务将在达到特定技术发展目标的同时争夺奖金。日本和意大利太空机构的有效载荷为国际参与Artemis计划提供了早期机会。学生参与几乎一半的有效载荷允许STEM与NASA的Artemis计划互动。Artemis I Flight的SLS Block 1车辆由几个元素运送到肯尼迪航天中心(KSC),并准备堆叠和集成。该程序的新开发,即212英尺的核心阶段,其安装了四个RS-25发动机目前在Stennis Space Center(SSC)进行“绿色运行”测试。在绿色运行测试活动之后,舞台将运送到KSC,在那里它将与其余车辆集成,包括上层阶段适配器,其中Artemis I Smallsats将被容纳。
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。
例如:在 iDEX 下申请“带有集成发射控制中心的小型卫星(重量不超过 650 公斤)的可运输/移动发射系统”,创新标题为“挑战 1:带有集成发射控制中心的小型卫星(重量不超过 650 公斤)的可运输/移动发射系统”。
作者:Herb Shivers,博士,PE,CSP,NASA 马歇尔太空飞行中心安全与任务保障局副局长。NASA 正在开发太空发射系统——一种先进的重型运载火箭,它将为人类探索地球轨道以外的空间提供全新的能力。太空发射系统将提供一种安全、经济且可持续的手段,让我们能够超越目前的极限,从独特的太空视角探索新事物。首次开发飞行或任务计划于 2017 年底完成。太空发射系统 (SLS) 将用于将猎户座多用途载人飞船以及重要的货物、设备和科学实验运往地球轨道和更远的目的地。此外,SLS 将作为商业和国际合作伙伴向国际空间站提供运输服务的后备。SLS 火箭将结合航天飞机计划和星座计划的技术投资,以利用成熟的硬件和尖端的工具和制造技术,从而大大降低开发和运营成本。该火箭将使用液氢和液氧推进系统,该系统将包括航天飞机计划的 RS-25D/E 发动机(用于核心级)和 J-2X 发动机(用于上级)。SLS 还将使用固体火箭助推器进行初始开发飞行,而后续助推器将根据性能要求和可负担性考虑进行竞争。SLS 的初始升力为 70 公吨。这超过 154,000 磅,即 77 吨,大约相当于 40 辆运动型多用途车的重量。升力将可升级到 130 公吨——超过 286,000 磅,即 143 吨——足以升起 75 辆 SUV。这种架构使 NASA 能够利用现有能力并降低开发成本,方法是将液氢和液氧用于核心级和上级。此外,这种架构提供了一种模块化运载火箭,可以使用
欧洲已启动多个大型合作项目来解决这些问题。一方面,有些计划专注于开发经济高效的小型卫星发射系统。SMILE 项目 1 开发了一种经济高效的欧洲小型卫星发射系统(目标价格低于 50,000 欧元/公斤)以及一个欧洲地面设施,用于这些发射系统。该项目于 2016 年 1 月 1 日启动,并于 2018 年 12 月 31 日结束。ARION 项目 2 将于 2020 年 1 月 31 日完成,这是一项为期两年的计划,旨在提出革命性的可重复使用火箭,用作微型发射器和亚轨道运载火箭。该项目的主要目标是完成 ARION 亚轨道运载火箭的设计、开发发射基础设施、使可重复使用的运载火箭在太空中合格,并在欧洲实现该技术的商业化。