NPP升空
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2011年10月28日,一枚联合发射同盟的德尔塔II型运载火箭从加利福尼亚州的范登堡空军基地的SLC-2W工位发射升空,将美国国家海洋和大气管理局的国家极轨业务环境卫星系统预备计划(NPP)卫星以及6颗立方体小型卫星送入了预定轨道。这也可能是德尔塔II型火箭的最后一次发射任务。
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NPP卫星最初是作为NPOESS项目的探索者而开发的。在NPOESS项目被放弃后,NPP反而成为了任务卫星项目。该卫星由鲍尔宇航公司制造,基于该公司的BCP-2000型卫星总线。该卫星重1976千克,任务周期为5年,但是此卫星的设计寿命达到7年,所以可以保证更长时间的在轨运行。NPOESS项目原来的目标是想要把当前美国军方的军事防御气象支援项目(DMSP)卫星和民用的地球观测系统(EOS)以及极轨环境卫星(POES)结合起来,从而既执行军事气象任务又执行民用气象任务。该计划于2010年被放弃,原因是预算超支和进度落后。
目前的计划是DMSP将由国防气象卫星系统(DWSS)来进行替换,这种卫星有望在未来十年结束时开始服役,而联合极地卫星系统(JPSS)将用来替换POES。NPP主要是为了弥补EOS和JPSS项目间的差距,同时也作为第一颗JPSS发射。第二颗卫星名为JPSS-1计划于2014年发射。JPSS-1是基于NPP卫星发展而来的。
NPP卫星上携带有多种仪器以用来传回地球的环境和大气数据:
可见红外成像辐射计套件(VIIRS),该设备可通过22种不同的波长产生地球表面的可见光与红外图像。这些图像将用于监视地球表面大范围的现象。
第二种仪器叫做云和地球辐射能量系统(CERES),这是一种与当前在轨的四个现有仪器相一致的工具。目前在轨的系统中有两套在A-Train项目的土卫星上,两套在A-Train项目的水卫星上。该设备将用来研究地球的辐射收支,监视能量排放和地球的反射。
第三种仪器是跨轨红外微波探测套件(CrIMSS),其实际包括两种仪器,即跨轨红外探测器(CrIS)和先进技术微波探测器(ATMS)。CrIMSS将用来分析大气温度和湿度。CrIS在红外波段工作,ATMS将在波长更短的微波段工作。从这两种设备传回的数据将用于帮助气象学家们更好的研究风暴,并为天气预报提供数据。
第四种仪器名为臭氧测绘和探查套件(OPMS),这是NPP上的最后一个重要仪器,主要用于测量对流层和大气层上层的臭氧含量和分布状况。传回的数据将允许科学家们在比以往仪器更高的分辨率下研究臭氧的分布。数据也将用于预测特定地区对人的紫外线照射程度,并监测空气质量。
NPP搭载的ELaNa III任务,是美国国家航空航天局(NASA)的教育发射纳米卫星(ELaNa)项目的一部分。ELaNa项目是为了提供给美国教育机构开发和操作卫星的机会。任务包括6枚立方体小型卫星,将进行各种任务。这些小型卫星装在三个由加利福尼亚州立理工大学研制的名为PPOD的部署系统中,这几套系统装在德尔塔II火箭的第二级上,其将在NPP分离后,火箭第二级两次推进剂点火间分离。虽说PPOD原来就是为了德尔塔II第二级部署而设计的,但本次是德尔塔火箭首次部署立方体小型卫星。
E1P-U2卫星,也叫探险者-1单元2,原来是作为探险者-1(E1P)卫星的一个飞行备用品,但是因为E1P在金牛座XL火箭上一次失败的发射中被毁,所以E1P-U2就顶了上来。E1P本身则是用来替代昴宿(MEROPE)项目卫星,昴宿卫星则于2006年第聂伯火箭一次发射失败中被毁。这个项目的任务目标是利用现代技术来改进美国第一颗人造卫星探险者-1,以进行辐射实验。在1958年1月31日,美国的第一颗卫星探险者-1号发现了范艾伦辐射带,E1P项目本来计划在2008年发射以纪念这一发现五十周年。这个项目由蒙大拿空间助学金联盟所资助,卫星将由蒙大拿大学负责操作,该卫星由PPOD-1负责部署,预计在轨运行4个月。
奥本大学的奥本卫星-1号,也由PPOD-1负责部署。类似E1P-U2卫星,奥本卫星-1号也是一颗独立的立方体卫星。阿拉巴马空间助学金联盟为该卫星提供了资金。奥本卫星-1号将研究使用两种不同类型的薄膜来保护卫星的太阳能电池板。该卫星也将研究无线电波在地球电离层中的传播。
PPOD-1负责部署的最后一颗卫星名为M-Cubed,该卫星由密歇根大学负责操作,装备有地球成像主载荷,包括一个50度视场、2.8MM焦距、200万像素的摄像头。次级载荷是一个NASA的喷气推进实验室开发的星载处理实验载荷,该设备将在卫星上处理拍摄到的照片。
本次发射中由密歇根大学操作的另一颗卫星是无线电极光探险者-2卫星(RAX-2),这颗卫星完全占据了PPOD-3上的三个部署单元。该卫星将通过高分辨率窄波雷达来研究地球磁场对空间飞行器轨道的微小改变,并且对这种改变与地球磁力线之间的关系进行绘图。
PPOD-2则包括动态电离层立方体实验卫星(DICE),这是一个观测美国周期发生电离层风暴的双卫星项目,这种风暴会干扰穿过电离层的无线电信号,破坏卫星通信与导航服务。这两颗卫星各占PPOD-2的1.5个部署单元。本项目由犹它州立大学负责操作。
下一次的ELaNa任务是计划附带在2012年7月发射的美国国家侦察办公室(NRO)的NROL-36(可能是两颗美国海军的海洋监视卫星)任务上,准备采用一枚阿特拉斯-5(采用411配置)型运载火箭。在此之后,SPACEX公司的两次龙飞船任务中将携带4部和5部PPOD进行部署。
本次发射采用的是德尔塔II 7920-10C配置火箭,也是第151次德尔塔II型火箭发射。这是目前最后一次德尔塔II火箭发射,但是这种类型的火箭最近又回到了NASA的发射服务II(NLS-II)合同中,在未来几年可能有多达5次的发射任务。还不清楚本次是否一定是德尔塔II火箭最后的任务。
德尔塔II火箭是索尔-德尔塔系列火箭的一个型号,其第一级来自索尔火箭,而索尔火箭原来是20世纪50年代的一种美国中程弹道导弹。1957年1月26日,第一枚索尔从位于卡纳维拉尔角的17B工位发射升空,但是由于一个阀门故障导致推力损失,结果火箭掉回了发射台发生了爆炸。1957年4月20日,索尔进行了第二次发射,但是因为意外,在发射后被毁。1957年9月20日,在第四次发射中,索尔成功的执行了发射任务。并于当年晚些时候投产。1958年,第一批索尔导弹开始服役。1959年开始的项目艾米丽将60枚索尔导弹运往英国转交给英国皇家空军。英国皇家空军的操作人员也在美国范登堡空军基地进行导弹发射测试并为操作积累经验。1963年,这些导弹运回美国,也标志着索尔中程弹道导弹运行的结束。一些索尔导弹被改成了反卫星武器,一些则用于亚轨道测试,包括气动热力学弹性结构系统环境测试(ASSET)再入载具,而大数索尔导弹则改行发射卫星。
索尔火箭的第一次轨道发射其实是在1958年,当时一枚索尔DM-18埃贝I型火箭发射失败,未能将一艘先锋飞船送入预定轨道。第二年,索尔-阿京那火箭开始服役,1959年4月13日,索尔火箭进行了第一次成功的轨道发射,一枚索尔DM-18阿京那-A型运载火箭成功发射了发现者2卫星。1960年,索尔-埃伯斯塔火箭开始服役,这是第一种携带可重新启动上面级的火箭。埃伯斯塔上面级是一种埃贝火箭级的放大型号,而埃贝火箭级在之前就用在先锋火箭上了。德尔塔上面级也是从埃贝发展而来的。
1960年5月13日,索尔-德尔塔火箭进行了第一次发射,结果发射失败,回声1号通信卫星未能进入轨道。在当年8月12日索尔-德尔塔成功的发射了回声1号的替代卫星-回声1A.
1962年4月,第9枚德尔塔火箭发射,使得美苏以外第3个国家的卫星进入了太空,这就是美国为英国制造的羚羊1号卫星。1962年底,一枚索尔DM-21阿京那B型火箭首次发射了一枚由美国和苏联以外第3个国家制造的卫星,这就是加拿大的百灵鸟1号卫星。
通过20世纪60年代的发展,索尔-德尔塔火箭的载荷能力通过其火箭级的改变和增加助推器而得以增长。在1967年,索尔-阿京那火箭引入了这些改进,特点包括,采用原来为德尔塔开发的拉长的第一级。德尔塔火箭的每次发展都采用字母顺序,一直到1969年底,德尔塔-N火箭服役。
1972年,随着发展引入了一种新的序列系统,每个型号有4位数字,第一个数字用来识别第一级和助推器的类型;第二个数字用来识别助推器的数目;第三个数字用来确定第二级;第四个数字用来确定第三级。
2000系列的德尔塔火箭于1974年开始服役,首先推出的是用RS-27发动机替代索尔MB-3发动机的产品。1975年N-I从日本种子岛空间中心发射升空,其包括有通过许可证生产的索尔第一级,和日本自行研制的第二级。1981年N-II进行了首飞,这是一种完全由许可证生产的索尔-德尔塔火箭。日本还制造了H-I火箭,也包括一个索尔火箭的第一级,和日本自行研制的一个第二级,该火箭后来发展为日本的H-II火箭,后者又一直演化到了今天的H-IIA和H-IIB项目。
1982年,德尔塔3920型火箭进行了首飞,引进了一套德尔塔-K上面级,这种上面级至今仍在一些德尔塔II火箭上使用。到那个时候,航天飞机已经登场,一次性火箭被认为是一种过时的发射工具,所以德尔塔项目准备结束了。1986年,挑战者号航天飞机事故发生后,又开始为一次性火箭发展有效载荷,比如美国空军就将其GPS卫星转给德尔塔火箭发射。这也导致了德尔塔II火箭的诞生,并于1989年2月14日进行了首飞。
德尔塔II最初采用6000系列配置,采用一套额外加长燃料箱的索尔第一级,装备一部RS-27发动机,并用9台卡斯托-4A型固体火箭发动机增强。当1990年11月7000系列开飞行时,RS-27A型发动机替代了RS-27发动机,GEM-40发动机替代了卡斯托发动机。在被淘汰前,6000系列进行了17次发射。
发射NPP是7000系列的第128次发射。此外还有7枚7000重型火箭也被发射,这种配置包括GEM-46发动机,重型7000系列德尔塔的上一次发射是在2011年9月10日进行了圣杯双胞胎月球探测器任务。
在22年的服役期中,德尔塔II只有两次发射失败,它是现役最可靠的运载火箭,这两次失败中的第一次是1995年8月,韩星1号(木槿花1号)进入了一条比预期轨道更低的轨道,原因是有一个固体火箭发动机未能成功从火箭上分离。不过最后韩星1号还是进入了预定轨道,只是耗费了一定量的推进剂,缩短了运行寿命。另一次失败是在1997年,一枚德尔它火箭从卡纳维拉尔角发射GPS IIR-1卫星,这是当时新系列GPS卫星中的第一颗,但是在发射后13秒,发生了爆炸,220吨燃烧的碎片掉在了发射台上。调查发现火箭计算机在检测到火箭发动机故障后启动了自毁指令。
美国联合发射同盟的下一次发射计划于2011年11月底,准备把NASA的好奇探测器(即原来的火星科学实验室)送往火星。下一次德尔塔火箭的发射将在2012年1月,届时一枚德尔塔IV运载火箭将发射最新一颗宽带全球通信卫星(WGS)。
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增加一个视频:
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