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“宇宙少女”号,出发!

作者:文/松堂
“宇宙少女”号携带发射载具一号火箭的想象图

发射载具一号的本体维珍银河公司最近成立了一个新的商业发射服务公司,叫做维珍轨道。主要业务是用小型火箭来发射小型卫星。这会是一家循规蹈矩的普通发射服务公司吗?就算大家都这么想,布兰森爵士也绝不允许自己的公司如此缺乏创意。

“宇宙少女”号

波音公司在上世纪70年代推出的波音747客机一直是最受欢迎的民航飞机之一。由于技术逐渐过时,这种飞机现在已经逐步退出民航市场,但很多波音747的健康状况还是相当好的,尤其是推出比较晚的波音747-400。这个系列的货运型号,运载能力超过了100吨!如果挂一枚小型火箭在747400上,完全不成问题。所以,维珍轨道公司买了一架旧747-400,命名为“宇宙少女”号。

那么问题来了,什么火箭可以挂到“宇宙少女”号上呢?这就是维珍轨道公司的发射载具一号火箭。

发射载具一号

这是一种专门用来发射低轨道小型卫星的火箭。它只有两级,第一级采用一台1.8米直径的液氧煤油火箭,真空推力327千牛;第二级采用一台1.5米直径的液氧煤油火箭,真空推力22千牛,这一级还具备二次点火能力,可以更精确地把卫星送入轨道。在发射前,火箭用挂架挂在“宇宙少女”号的左侧机翼下。当“宇宙少女”号飞行到10500米高度的时候,发射载具一号火箭从挂架上分离,点燃发动机,向低轨道进军。为了减重,发射载具一号的两级火箭都采用复合材料的外壳。

发射载具一号火箭的运载能力并不强,如果要前往500千米高的太阳同步轨道,它只能运送质量为300千克的卫星。如果前往230公里高、0°倾角的低轨道,可以运送质量500千克的卫星。这个数字并不算大,但在小卫星、立方星大行其道的今天,它已经可以干不少活儿了。如果发射很小的卫星,它最多可以达到1200公里高的轨道。

发射载具一号的整流罩内部空间不算小,内部直径达到1.26米,圆柱段高度达到2.12米,锥部还有一点空间。

空射运载火箭有一个比较大的优势,就是可以依靠载机在空气中的机动,实现比较灵活的发射方向。飞机拥有宽大的机翼,在空气中改变航向,要比火箭容易得多,这就可以实现比较灵活的轨道倾角选择。“宇宙少女”从莫哈维机场起飞,如果向西发射,穿过太平洋,可以选择的轨道倾角在60°到180°;如果向东发射,穿过美洲大陆,可以选择一般的轨道倾角在0°到60°。这么大的选择范围,地面起飞的火箭是很难做到的。

理论上说,哪怕发射场附近的天气不好,“宇宙少女”还可以飞得远一些,到天气比较好的空域去发射。不过维珍轨道公司并没有谈及这一点。

因为是液体火箭,所以发射载具一号的任务准备时间有点长。主载荷的标准准备流程是6个月,其中包括了星箭结合的联合测试工作。

为了吸引那些财力有限的小卫星运营商,维珍轨道公司还提供了超净间,用于卫星发射前的测试和星箭结合测试。虽然要向用户收费,但是比用户自己建设超净间要便宜多了。

美国在液体运载火箭技术上有着丰厚的储备,所以维珍轨道公司没用太长时间就已经把第一枚火箭造出来了,发动机的点火试验也已经完成。这枚火箭的尺寸和中国的长征六号差不多,布兰森爵士还兴高采烈地带领全体员工与火箭合影。

商机已现

宇航界对于“宇宙少女”和发射载具一号的兴趣,比旅游界对太空船二号的兴趣大得多。业务推出没多久,就有不少单位找上门来。2017年8月4日,欧空局和维珍轨道公司签订了合同,用发射载具一号来发射一颗叫做μHet的小卫星,这是一颗电推进技术试验卫星,由意大利SITAEL公司制造,主要是用来测试小型的霍尔效应电推力器。

一家叫做云团星座的商业航天公司也决定用发射载具一号来发射自己的早期验证卫星“天弧”。

“天弧”是一种天基云存储星座,打算用大量小卫星绕着地球飞行,为用户提供安全的、全球性的数据存储网络服务。第一批卫星有12颗,单星质量大约是400千克,正好用一枚发射载具一号火箭送入太空。首次发射定在2019年。

用户之中,自然也少不了最关心快速响应的美国军方。2017年11月16日,美国国防部和维珍轨道公司签署合同,把发射载具一号作为“太空试验计划”的验证机之一,在2019年1月发射第一枚。美国军方自己的快速响应发射火箭搞了十多年,屡战屡败,最后要向商界寻求解决方案,不知道该不该算是一种体制问题。但这种体制问题,却给了维珍轨道公司重要的商业机会。2019年后,万一什么地方又打仗了,“宇宙少女”可能要带着军用卫星,频繁地升上加利福尼亚州的天空。★

责任编辑:夏丹

发射载具一号的发动机

发射载具一号整流罩合拢的外观

发射载具一号的整流罩

 

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