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2014年世界航天发射预报

2014-04-17刘进军

卫星与网络 2014年3期
关键词:猎户座立方体航天器

+ 刘进军

2014年世界航天发射预报

+ 刘进军

2014年度,世界航天将看到许多新气象、新特点,各国的重点发射将引起广泛注意。2014年,世界航天器计划发射次数和发射数量可能超过2013年。2014年,具有重大意义的发射和航天器如下:

1.航天发射竞赛

2014年度,世界各国计划发射47次,预备发射26次,准备将178颗航天器送上太空。由于有些国家没有公布2014年发射计划,没有登录在内。随着下半年的到来,各国航天发射计划会有增加。根据往年发射比例,每年只有约75%的航天器能真正发射,少部分航天器只能等待下一年或发射机会,或永远不可能进入太空。无论2014年发射多少次和发射多少卫星,都将是一个航天发射的竞赛年。

运载火箭与卫星

2.新火箭新发射

2014年,美国轨道科学公司有2次新火箭发射尝试。1月份,美国轨道科学公司在沃洛普斯岛导弹基地首次发射“安塔瑞斯-120”运载火箭,将“天鹅座-2”号货运飞船送入太空。10月3日,美国轨道科学公司将首次发射“安塔瑞斯-130”运载火箭,将“天鹅座-4”号货运飞船送往国际空间站。4月份,欧洲空间局法属在圭亚那库鲁航天中心首射“织女星”运载火箭,发射夏威夷大学的“火奴鲁鲁”地球成像微卫星等12颗卫星。

2014年,俄罗斯的“质子-M”运载火箭也将首飞。“质子”号运载火箭是俄罗斯第一种专为航天任务设计的大型运载火箭,号称“全球火箭”,共计28种型号。从1965年7月16日到2013年底,“质子”号曾发射393次。

“质子-K”是世界上第一种用于发射空间站的运载火箭,曾发射过“礼炮-l”~“礼炮-7”号空间站、“和平”号空间站各舱段和其他大型有效载荷。1998年11月20日,“质子-K”火箭发射了国际空间站近20吨的“曙光”号功能货舱和“星辰”号服务舱。2012年3月30日,“质子-K”号在最后一次发射后退役,由现代化的“质子-M”火箭替代。

“质子-M”号运载火箭高53米,直径7.4米,质量712.8吨,3级或4级火箭,助推器6枚,低轨道运载能力22吨,同步转移轨道运载能力6.7吨,静止轨道运载能力3.5吨,2014年首发。

“猎户座EFT-1”号载人试验飞船徽章

3.“猎户座”号飞船试飞

2014年8月18日,美国宇航局的“猎户座EFT-1”号载人试验飞船将进行一次飞行,验证飞船的电子系统、热屏蔽和降落伞,以及飞船的可靠性和安全性。“EFT-1”是英文“探索飞行试验-1”(Exploration Flight Test-1)的缩写

“猎户座”多用途载人飞船(MPCV)是一艘超越低地球轨道的载人飞船。由洛克希德·马丁公司为美国国家宇航局设计建造。“猎户座”飞船可乘坐2~6宇航员。科学目标是载人飞行到月球、小行星和火星,还计划为国际空间站运送货物和宇航员的备份飞船。它最终计划利用新一代火箭——“太空发射系统”发射。

SLS发射想象图

“猎户座”多用途载人飞船直径5米,加压体积19.56立方米,可居住空间8.95立方米,乘员舱质量8913千克,服务舱质量12337千克,其中服务舱推进剂质量7907千克,总质量21250千克。“猎户座”飞船的总速度增量为1595米/秒,飞行时间21.1天。

“猎户座”号继承了“阿波罗”飞船的优良基因,而技术更先进和能力更强大。飞船的乘员舱选择了几种改进的技术,包括:

数字控制系统:“波音-787”的玻璃驾驶舱数字控制系统。

自动对接系统:以前,美国的“双子座”、“阿波罗”飞船和航天飞机都需要手动驾驶的对接。“猎户座”号像俄罗斯“进步”号货运飞船和欧洲自动转移飞行器一样可以自动对接,特别是航班机组人员在紧急情况下使用。

小型野营风格厕所:这种废物搜集系统改善了废物管理,如同航天飞机和“太空实验室”上男女皆宜的“溢流管”。这消除了“阿波罗”飞船宇航员使用的讨厌的“阿波罗”塑料袋。

氮/氧混合气体:那是一种仿真自然的海平面混合气体,或小压力的混合气体。

更先进的电脑系统:电脑系统比以前的载人飞船更人性化和高速度。

“猎户座”号另一个特点是部分可重用性。外壳由铝锂合金。保暖毯不受临界加热,如用于有效载荷舱门。可重复使用的回收降落伞等。

第一艘“猎户座”试验飞行即将开始。2012年6月22日,“猎户座FET-1”试验飞船最终在路易斯安那州新奥尔良的米秋德装配工厂完成,不久运到肯尼迪航天中心进行操作和检验。按计划,“猎户座”号飞船将在美国肯尼迪航天中心第37B发射台,由“德尔塔-4B”运载火箭发射升空。

2014年8月18日,“德尔塔-4B”运载火箭将搭载“猎户座EFT-1”飞船进入远地点8000千米,倾角28.6°的椭圆轨道。飞船将在这个轨道绕地球2次,然后飞船与返回舱分离。返回舱再入大气层,在加利福尼亚州的巴哈海岸附近海域溅落。

在2014年~2022年,“猎户座”试验飞船经过4次飞行后,才能定型。第一次载人任务可能在2020年后。不管怎么样,2014年的第一次试飞最重要。

4.多星发射 抢夺纪录

“猎户座”多用途载人飞船“猎户座”多用途载人飞船

多星发射是一项各国争夺的世界航天纪录,它与卫星分离技术密切相关。卫星分离技术与洲际导弹分导技术几乎一模一样。分导式导弹,号称“太空子母弹”。它在一枚洲际导弹上携带多枚弹头,在一定高度的太空分离,可以分别打击相距几百千米的不同目标。多星发射具有强烈的军事技术色彩,各国竞相研发和运用。

在2014年计划发射的178颗航天器中,103个航天器属于多星发射,占航天器总量的75.9%。多星发射,显示越来越强大的技术、功能和效率。目前,多星发射显示5大特点:1.卫星分离技术越来越高超,2.卫星数量越来越多,3.发射比例越来越高,4.军事航天技术、高科技越来越普及,5.民营公司熟练掌握了多星发射。

“猎户座”多用途载人飞船域救生火箭的结构

5.小公司大作为

2014年1月,美国科学轨道公司将在沃洛普斯岛导弹基地首发“安塔瑞斯-120”运载火箭,运载美国科学轨道公司的“天鹅座-2”货运飞船等共计34个航天器,其中包括美国行星实验室的28颗“羊群”地球观测卫星。

行星实验室公司是一家美国私营公司,致力于创建一个开放数据访问地球成像卫星网络。行星实验室成立于2010年,总部位于加利福尼亚州旧金山市。创始人是3个大学生:威尔·马歇尔、克里斯·布舒尔泽和罗比·斯琴格尔。

2013年4月,它成功地推出了2颗示范立方体卫星——“鸽子-1”和“鸽子-2”。 2013年11月,行星实验室又发射成功“鸽子-3”和“鸽子-4”。

从“鸽子”到“羊群”。当“鸽子”立方体卫星还没有成功的时候,美国行星实验室公司就制定了宏伟的计划。2013年6月,美国行星实验室公司宣布“羊群”卫星计划。“羊群”卫星计划是真正的“羊群”。它由28颗卫星组成地球观测卫星星座。这将是世界上最大的地球观测卫星星座。

“羊群”卫星是一种3U立方体卫星,长30厘米,宽高各10厘米,重3千克。“羊群”卫星运行在轨道高度约400千米,倾角52°的轨道,提供3~5米的图像分辨率,为地球环境、人道主义和商业应用。

人们钦佩“羊群”卫星:小卫星,很便宜,高清分辨率。每颗“羊群”卫星不会超过5万美元。这是许多大卫星梦寐以求的目标。美国行星实验室公司受到美国和世界其他大学和卫星公司的重视和尊敬。如果“羊群”卫星发射成功,28颗卫星在地球上空分布一个完整的地球观测网。这将是一个伟大的创举,为未来卫星纳米化打开一条新路。

“猎户座FET-1”试验飞船

俄罗斯 “第聂伯”号运载火箭

美国“人牛怪-1”运载火箭

6.航天事业公司化

2014年度,世界各国准备发射73次,其中各国私营航天公司发射13次,占发射总数的17.8%。这些运载火箭包括:美国太空探索技术公司的“猎鹰-9”号10次,美国轨道科学公司的“安塔瑞斯”号3次。这两家公司的13次发射,计划将70个航天器送入太空,占航天器发射总数近40%。在70个航天器中包括2014年计划发射的9艘飞船中的6艘飞船,以及4颗6吨左右的重型卫星。

2014年度,世界各国准备发射178颗航天器,其中69颗是各国私营航天公司的航天器,占航天器总数的38.8%。这些航天器包括6艘私营公司的“龙”号、“天鹅座”号货运飞船,40多种各类卫星。

在各国航天公司中,美国占巨大多数,最著名的是美国太空探索技术公司、美国轨道科学公司、美国轨道通信公司、美国行星实验室公司。从2014年航天发射计划看,私营航天公司占据越来越重要的地位。

美国行星实验室公司的创始人:马歇尔、布舒尔泽和斯琴格尔。

7.航天事业年轻化

各种小卫星、微卫星、纤卫星、纳米卫星和立方体卫星承载着各国大学生的智慧和心血。许多卫星主要是试验卫星,但大都是科技含量很高的“CubeSat”。

按照立方体卫星的规定,一颗立方体卫星的研制,包括发射费用应该控制在6.5~8万美元。卫星小,功能不少,比大卫星便宜多了。世界上很多大学、公司和政府组织都愿意研发立方体卫星。

据统计,从2003年6月30日,丹麦奥尔堡大学第一颗立方体科研卫星发射,到2013年底,世界各大学已有超过110颗立方体卫星发射。2013年,世界上第一颗高中生研制的卫星飞上太空,效果超出想象。2014年,各国大学生将发射各种卫星10颗。年轻化,为航天事业创造未来。

8.军事卫星抢占太空

在2014年各国卫星发射名单中,至少有23颗是纯正的军事卫星和军事试验卫星,另外有10多颗是军民两用卫星,占2014年卫星发射计划的20%。

美国空军太空司令部“美国空军太空司令部-4”科技卫星、“国防-5D3 F19”气象卫星,

美国空军研究实验室“天使”科技卫星,美国国防部2颗“全球导航卫星-2F”导航卫星,美国海军研究实验室“太空试验计划大气密度”研究卫星,日本“先进陆地观测-2”雷达卫星,法国/意大利的“雅典娜-忠实”军事通信卫星,挪威国防研究机构“自动识别系统-2”通信卫星、印度“卡图-2C”照相侦察卫星、韩国“阿里郎-3A”多用途观测卫星,西班牙“巴斯”雷达侦察卫星,欧空局3颗“哨兵”海洋卫星。

美国行星实验室公司的“羊群”卫星

“天鹅座”号货运飞船起运

美国“宇宙神-5”火箭发射间谍卫星

俄罗斯“秃鹰-E”合成孔径雷达侦察卫星

2014年,全世界人民正睁大眼睛:谁刷新人类航天的纪录?谁书写太空探索的历史?谁在创造新的传奇?

俄罗斯国防部将发射1颗“地理-IK-2”测绘卫星、3颗“格洛纳斯”导航卫星、1颗“秃鹰-E”合成孔径雷达侦察卫星。“秃鹰-E”侦察卫星是俄罗斯国防部第一种合成孔径雷达侦察卫星,质量1100千克,设计寿命5年,运行高度550千米,倾角74.75°。“秃鹰-E”的特点是采用S频段合成口径雷达,可连续详细的侦察,视场宽度为10千米地面,凝视模式的分辨率为1~2米,条带扫描模式为1~3 米,合成口径雷达模式为5~30米。

根据“秃鹰-E”轨道倾角74.75°计算,全球大陆和美国、中国均在侦查范围内。2013年6月27日,第一颗合成孔径雷达侦察卫星——“秃鹰-E 1”发射。2014年,第2颗“秃鹰-E 2”或将发射,增强俄罗斯的太空侦察力量。

2014年,最神秘的卫星就是美国国家侦察局的“国家侦察-67”侦察卫星,代号NROL-67。自1996年12月20日,美国国家侦察局的“国家侦察-1”号侦察卫星开始发射,到2013年底已发射到“国家侦察-66”号。美国国家侦察局的“国家侦察”号侦察卫星编号已经达“国家侦察-79”,估计2017年发射。

美国国家侦察局的侦察卫星分为:通信卫星、光学成像卫星、雷达成像卫星、电子情报卫星、信号情报卫星、海洋监视卫星、科技卫星、技术示范卫星,以及不知名和种类的最绝密的卫星。“国家侦察-67”侦察卫星也许是一颗最绝密的卫星,至今不知真面目。

2014年,如果国际形势或世界军事形势发生重大变化,美俄中日英法等国将会紧急发射军事卫星和侦察卫星,如:美国“国家侦察-33”、“国家侦察-35”、“国家侦察-37”、“国家侦察-45”、“国家侦察-55”号等憋了很久的卫星可能今年发射。

立方体卫星——大学生的卫星

航天是理想、科技与激情的结晶。2014年,全世界人民正睁大眼睛:谁刷新人类航天的纪录?谁书写太空探索的历史?谁在创造新的传奇。

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