飞马座XL发射了NuSTAR

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美国东部时间2012年6月13日中午12点，美国轨道科学公司从夸佳林环礁附近空域用一架L－1011飞机投掷了一枚空射型飞马座XL火箭，将美国国家航空航天局（NASA）的核分光望远镜阵列（NuSTAR）送入了轨道（近地点390英里，远地点393英里，倾角6.024度），目前该探测器的太阳能系统已经开始工作。
关于NuSTAR
                
                
核分光望远镜阵列（NuSTAR）是一种高能X射线天文望远镜，它的首要任务是通过X射线聚焦图像，能量范围在8至80千电子伏之间。该探测器由轨道科学公司研制，基于该公司低地球轨道星－2卫星总线（LEOStar－2）。
                
                
储存在飞马座XL火箭整流罩内的NuSTAR尺寸为3.9X7.2英尺，发射后它展开由5块太阳能板构成的一面，并且拉出一个长33英尺的桅杆结构，通过分出望远镜的光学器件增加焦距，从而检测到X射线。
这个桅杆结构由阿连特技术公司（ATK）制造，曾用于奋进号航天飞机任务STS－99的雷达地形测绘项目。探测器全重772磅，其中377磅为科学仪器。
NuSTAR携带有两套装有碲化锌镉探测器的望远镜，使得其分辨率为64X64象素。它的主镜由数以千计的弧形玻璃段排列而成，然后133个8毫英寸厚的段面及石墨隔片组成一个向心圆柱形结构。
本次科学任务的主要目标是发现新的超大质量黑洞和坍缩的恒星，以观测超新星和伽玛射线源，并描绘出超新星的残留状况。本来这个任务应该在2008年发射，但是在2006年由于预算原因，曾一度被放弃，直到2007年9月才恢复。项目成本在1.65亿美元，预计工作2年，并可能扩展3年。
NuSTAR与探险者项目
NuSTAR是NASA小探险者项目（SMEX）的一部分，编号为SMEX－10，而SMEX又是更广泛的探索项目的一部分，从1958年开始起，在该项目下已经发射了一系列的科学技术航天器，其中就包括美国第一颗卫星探险者1号。就SMEX而言，NuSTAR是第9颗小型探测器，进入轨道后，其序列号将是探险者93。
探险者项目早在NASA成立之前就已经开始，它最初是美国陆军于20世纪50年代创建的，在NASA建立后，陆军转交了项目控制权。前5次任务只在发射前被分配了探险者的序列号，其中探险者2和探险者5发射失败。前5次任务全部由朱诺运载火箭发射，第5次是在1958年8月24日。项目后来的任务采用不同的科学载荷，使用不同的航天器和发射系统配置。在探险者5号之后，每个探险者航天器都有自己特有的备用名，发射后由序列号取代（发射失败则不包括在内）。需要注意的是，有的任务中，虽然包括探险者项目的仪器作为次级载荷，但是它们并不能拥有相应的探险者序列号。
飞马座XL火箭
                
                
                
                
                
                
本次发射是自2008年以来，飞马座XL发射IBEX卫星后的首次发射，总体上来说，它是飞马座火箭第41次发射任务，是飞马座XL火箭第31次发射任务。发射NuSTAR任务的飞马座XL火箭序列号为M48，名为道尔顿，以纪念2011年因交通事故丧生的道尔顿．华生（Dalton Watson），他是火箭项目工程师团队中一名工程师的朋友。
由轨道科学公司于20世纪80年代末发展的飞马座火箭是一种三级空射型全固体发射系统，开始时由NB－52投掷发射。1990年4月，飞马座进行了它的首次发射，用一箭双星的方式，成功的将SECS和Pegsat卫星送入轨道。
加长和更强大的飞马座XL于1994年6月进行了首次发射，但是未能将STEP－1航天器送入轨道，它的第二次发射任务是STEP－3，但是也遭遇了失败，可在1996年3月，飞马座XL成功的将REX－2送入了轨道。除了加长第一级和第二级外，飞马座XL火箭还重新改进了尾翼，以允许其从L－1011飞机上发射，在原飞马座基础上改进了控制面的火箭被称为飞马座－混合（飞马座－H），从1995年至2000年间一共发射了4枚飞马座－H。
L－1011与发射过程
用于发射飞马座XL火箭的是一架洛克希德L－1011－1型三星飞机，名为“占星师”，注册号为N140SC，序列号为1067。该机于1974年2月22日首飞，同年3月9日被交付给加拿大航空公司用于商业航班。1982年2月，它被租借给斯里兰卡航空公司，在月底又返回了加拿大。1992年5月，轨道科学公司买下了该机以用于取代NB－52B“球8”作为飞马座的发射载机。
1994年6月27日，“占星师”首次发射了飞马座XL火箭，可是火箭发射失败。1995年4月，“占星师”成功发射了一枚飞马座－H火箭，将三颗卫星送入了轨道（Orbview－1和两颗Orbcomm）。
从空中发射，给了发射场方面更大的灵活性，并可以避开地面大气最浓密的区域。
本次发射是“占星师”的第35次任务，也是其从夸佳林发射的第4次任务，此外，它还在加利福尼亚州范登堡空军基地发射过20次任务，在弗吉尼亚州沃尔普斯发射场执行过6次任务，从弗罗里达州卡那维拉尔角空军站执行过3次任务，从加那利群岛的大加那利机场发射过1次任务。
NB－52的发射大多是在爱德华兹空军基地进行的，但也有一次是从肯尼迪航天中心发射，夸佳林环礁发射场也是SpaceX公司猎鹰1型火箭的发射地，该公司在当地进行了5次火箭发射。
在发射前140分钟，“占星师”的机组乘员们要登机，并开始进行飞行准备，在发射前130至80分钟时，飞机上的三台罗尔斯．罗伊斯RB211－524B发动机开始启动，在发射前75分钟，飞机开始检测滑跑，并最终在发射前60分钟起飞，在太平洋上空，“占星师”将爬升到39000英尺的高度。
一旦“占星师”到达投掷区，倒计时计零，火箭从飞机上投掷，在投掷时间点的5秒钟后，火箭的第一级点火，并开始将载荷送向轨道。飞马座XL火箭的第一级采用了ATK公司猎户座－50SXL火箭发动机，采用HTPB作为燃料，箭体的控制面用于大气层内的飞行控制。在燃烧71秒后，火箭第一级燃尽，又过15秒后，第一级分离。在第一级大约在92.05秒分离，第二级的猎户座－50SXL火箭发动机启动，与第一级相同，第二级也采用HTPB，它将工作72.75秒。在第二级燃烧过程中，发射后128.3秒，NuSTAR的载荷整流罩分离，在第二级燃尽后，任务进入了一个6分21秒的滑行阶段。在滑行阶段，第二级分离，随后第三级点火，此时任务进入了9分06秒。飞马座XL的第三级采用一部猎户座38火箭发动机，同样采用HTPB，在燃烧68秒后，它将自身和NuSTAR一同送入低地球轨道，任务动力飞行阶段在任务开始后10分14秒时结束。NuSTAR的目标轨道为一圆形轨道，倾角在6度。第三级燃尽后不久，航天器分离，然后要进行一系列的机动以避免发生碰撞，包括以5分钟为间隔，进行两次90度翻转，并启动火箭级推进器，降低其轨道，这个过程在NuSTAR部署3秒后开始。
与此同时，NuSTAR会稳定自身，部署太阳能电池板，并通过跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）与地面取得联系。然后任务进入检测与校准阶段，测试仪器并部署桅杆结构。检测过程预计将持续23天，之后，将通过观测著名的类星体3C273，对望远镜进行调整和校准。
下一次的飞马座火箭发射被安排在了2013年1月，届时，一枚飞马座XL火箭将从范登堡空军基地附近上空发射另一个探险者任务，即红外广域成像分光计（IRIS）卫星。NuSTAR是今年轨道科学的第一次发射任务，该公司的下一次发射是预计于8月进行的安达里士火箭首飞。