第一次劈腿
猎鹰9 v1.1执行CRS-3任务,第一次尝试张开着陆腿
美国东部时间2014年4月18日下午3点25分,美国SpaceX公司从佛罗里达州卡纳维拉尔角的SLC-40号工位用一枚猎鹰9 v1.1(版本1.1)型运载火箭,将一艘龙货运飞船发射升空,以执行该公司为美国国家航空航天局(NASA)提供的第三次商业补给服务任务(CRS-3),在本次发射之前,此任务经历了多次推迟,最近一次是在4月14日,当天的发射准备因为一个氦气阀门故障而被取消。
在NASA商业轨道运输服务(COTS)项目下发展起来的龙货运飞船直径3.66米,长5.9米,它最多可容纳3.31吨的货物,其中包括一个可以再入大气层后回收的加压舱(也被称为胶囊),以及一个非加压舱(也被称为主干),加压舱给予了龙货运飞船将国际空间站(ISS)上的货物运回地球的能力,这也是目前所有国际空间站货运飞船中唯一具备这种能力的成员。
龙货运飞船利用一种靠泊方式与ISS对接,这允许它可以结合在ISS上美国分段的任意节点,通常是连接在和谐节点舱的节点2纳迪尔上,这个接口也可用于轨道科学公司天鹅座飞船和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)白鹳货运飞船的对接。
在CRS-3任务中,携带有2.089吨的货物,包括有476千克的乘员补给,715千克的科研设备,204千克的空间站硬件与替换部件,123千克的舱外活动设备,600克的计算机设备,571千克的非加压货物(装在飞船的主干部分)。在返回地球时,飞船上将装载有1563千克的设备,包括740千克的科研设备。
实验
这次龙飞船将为ISS送去许多实验任务,看点包括:高清晰度地球观察(HDEV)、激光通信科学光学载荷(OPALS)、T细胞空间活化(TCAS)、蔬菜生产系统(VEGGIE)、通用汽车/NASA研制的R2机器人(Robonaut 2)的两条腿、平民和大学研究员微生物生态学国际空间站联合研究项目(MERCCURI)、空间内体外培养人类纤维细胞微型RNA表现分布(Micro-7)、舱外活动装置(Extravehicular Mobility Unit)。
高清晰度地球观察(HDEV)载荷包括有四部现成的货架相机,将用于在轨返回空间站外部图像。
包括月球大气及尘埃环境探测器(LADEE)在内,NASA已成功的进行了太空激光通信试验,现在激光通信科学光学载荷(OPALS)将会用于空间站与地面间的激光通信,以增加空间站通信的吞吐量,在实验中,ISS将利用这个设备向位于加利福尼亚州的NASA喷气推进实验室(JPL)光学通信望远镜实验室(OCTL)的专用地面接收机传输视频,科学家们希望这可以为未来空间任务提供更大的数据传输量。
T细胞空间活化(TCAS)实验将研究人体免疫系统在微重力环境下的缺陷。
蔬菜生产系统(VEGGIE)/Veg-01将会在太空种植莴苣,展示空间花园的可行性,实验装置将提供照明和养份,以用空间种植技术的教育推广、提供新鲜食物,甚至在长期任务下为航天员们提供消遣,设备的温控由ISS舱内系统提供,二氧化碳从ISS中收集,这样也可有利于空气净化,总之,在太空中生产新鲜食物对于航天员的营养补充、士气和福祉都有着积极影响。
通用汽车/NASA研制的R2机器人(Robonaut 2)在三年前已经在航天飞机任务STS-133中被送上了ISS,但是它没有装腿,现在龙飞船将把它的双腿运入ISS进行组装,这样它可以在ISS上用腿移动,它的每条腿有七个关节和一个末端效应器(相当于脚),以方便其抓住ISS内外的扶手和插座(末端效应器包括有视觉系统,可以引导机器人接近和握住扶手),一个程序将允许机器人绕着ISS移动。
平民和大学研究员微生物生态学国际空间站联合研究项目(MERCCURI)是一个两重微生物研究项目,实验的一个部分是通过将48份“众包”获得的微生物样本运入ISS,并待其返回地球后进行分析以观察它们的变化,之所以称之为众包,是因为这些样本是由许多平民参与者们采集的,他们的采样来源包括历史古迹(芝加哥自然博物馆里的霸王龙化石),体育场(诸如美国国家橄榄球联盟/NFL、美国篮球职业联赛/NBA的赛场)等等,实验的另一部分是采集ISS内的样本,以确定ISS内6位航天员身边活跃的微生物类型。
空间内体外培养人类纤维细胞微型RNA表现分布(Micro-7)实验将会研究微重力对基因分布和非分裂细胞物理形状的影响。
新的舱外活动装置(Extravehicular Mobility Unit/EMU)将被送到ISS,在航天飞机时代,EMU被存放在航天飞机的气阐舱里,在航天飞机和ISS对接后,与ISS上使用时间过长的EMU进行交换,换下的EMU将在航天飞机返航后在地球上进行维护和修理,但是航天飞机退役后,ISS上的EMU主要在空间站上进行保养和维护,包括充电和冷循环洗涤,由于现存在ISS上的EMU(3005、3010、3011和3015)都出过问题,所以本次龙飞船将为ISS送去一整套EMU(3003),而3015将被送回地球进行维修。
次级载荷
本次任务除了向ISS输送物资和实验外,还将利用与龙飞船分离后的第二级多皮卫星轨道部署器(PPODs)在地球轨道上部署作为次级载荷的卫星,这些是NASA教育发射纳米卫星(ELaNa)项目下的5个立方体卫星:
空间技术加速和研究敏捷低成本实验室卫星,也被称为全星(ALL-STAR),是由科罗拉多大学博尔德分校研制的一颗三单元立方体卫星,它装备了一个伸缩式高清晰度地球成像仪器(THEIA)摄像头,将用于下传地球彩色图像,而它的主任务则是为未来的应用测试航天器平台,同时为大学生们设计、制造和运行卫星提供经验。
KickSat是由康奈尔大学所研制的,项目经费来自于众筹网站KickStarter,它将在轨道上部署104个绰号为“小精灵”或者“芯片星”的电路板卫星,每个电路板卫星是厚度在3.2厘米的正方形,这些“小精灵”装有小型太阳能电池板、陀螺仪、磁力计和一个通信用无线电设备。这个卫星将演示降低空间访问成本,第一批“小精灵”将用于奖赏那些在KickStarter上资助该项目的公众(所有资助者的名字都被用激光机刻在了KickSat上),它们将会很快离轨以避免干扰轨道上的其它航天器。
PhoneSat版本2.5(PhoneSat v2.5)是一颗1单元立方体卫星,是NASA手机星项目中最新一个成员,这个项目用来开发基于现成智能手机技术的小型卫星。PhoneSat版本2.5将用于爱迪生演示小卫星网络(EDSN)星座,即利用皮卫星星座从事科学研究,EDSN的主项目计划于今年晚些时候由一枚夏威夷大学的SPARK火箭进行发射。
由NASA的阿莫斯研究中心和普渡大学联合研制的SporeSat是一颗5.4千克的3单元立方体卫星,它将用于研究植物细胞的重力感应机制,星上将实验模式植物水蕨在太空中的生长,以及是否可以通过旋转这样的人工重力来获得样品不同的生长速度。
由印第安纳州泰勒大学和智利大学联合研制的测试星精减版(TestSat-Lite/TSAT)是一颗2单元立方体卫星,卫星上装有高能粒子探测器、朗缪尔探针和磁力计等设备以进行等离子体和电离层研究,此外,它也将用于卫星和地面间的通讯数据中继。
带腿猎鹰9 v1.1
SpaceX公司为本次发射选择了猎鹰9 v1.1(版本1.1)型运载火箭,这是目前世界上长径比最大的火箭之一,用来替换该公司之前使用的基本型猎鹰9(也被称为v1.0/版本1.0),它是一种两级液体火箭,采用RP-1推进剂和液氧氧化剂,此火箭高68米,直径3.7米。猎鹰9 v1.1的第一级采用9台默林(灰背隼)1D发动机(版本1.0用的是默林1C发动机),此外与版本1.0不同的是,版本1.1的一级发动机布局从“井”字形变成了外圈八台加中心一台的所谓octaweb,此火箭的上面级也采用一台经过真空优化的默林1D发动机。
这次发射是SpaceX公司第一次使用猎鹰9 v1.1(版本1.1)型运载火箭发射龙飞船,之前龙飞船都是由猎鹰9 v1.0(版本1.0)所发射,这也是猎鹰9系列运载火箭的第九次发射,同时还是猎鹰9 v1.1型运载火箭的第四次发射。
本次发射的一大看点是SpaceX公司向着发展完全可重复使用运载火箭的目标又前进了一步,猎鹰9 v1.1型运载火箭的第一级被装上了支撑腿,并在下落过程中部署这“四条腿”,虽然不会在陆地上进行着陆,但是这些腿将在海上演示一个控制部署。事实上,从他们早期的猎鹰1型火箭的设计开始,可重复使用一直是SpaceX公司雄心勃勃的目标,虽然本次发射中第一级的具体情况还不清楚,但是埃龙.穆斯克(Elon Musk)之后已经发布消息表示第一级上的飞行计算机在入水后又工作了8秒,直到第一级处于水平位置后才停止了工作,所以很可能有了一个成功的软着水。
SpaceX原计划在四月底发射6颗Orbcomm卫星,但是现在还不清楚是否会推迟发射,今年该公司的其它任务还有亚星8号、亚星6号、土库曼卫星、另外11颗Orbcomm卫星(一箭11星)、另外两艘龙飞船。
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美国东部时间2014年4月18日下午3点25分,美国SpaceX公司从佛罗里达州卡纳维拉尔角的SLC-40号工位用一枚猎鹰9 v1.1(版本1.1)型运载火箭,将一艘龙货运飞船发射升空,以执行该公司为美国国家航空航天局(NASA)提供的第三次商业补给服务任务(CRS-3),在本次发射之前,此任务经历了多次推迟,最近一次是在4月14日,当天的发射准备因为一个氦气阀门故障而被取消。
在NASA商业轨道运输服务(COTS)项目下发展起来的龙货运飞船直径3.66米,长5.9米,它最多可容纳3.31吨的货物,其中包括一个可以再入大气层后回收的加压舱(也被称为胶囊),以及一个非加压舱(也被称为主干),加压舱给予了龙货运飞船将国际空间站(ISS)上的货物运回地球的能力,这也是目前所有国际空间站货运飞船中唯一具备这种能力的成员。
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龙货运飞船利用一种靠泊方式与ISS对接,这允许它可以结合在ISS上美国分段的任意节点,通常是连接在和谐节点舱的节点2纳迪尔上,这个接口也可用于轨道科学公司天鹅座飞船和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)白鹳货运飞船的对接。
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在CRS-3任务中,携带有2.089吨的货物,包括有476千克的乘员补给,715千克的科研设备,204千克的空间站硬件与替换部件,123千克的舱外活动设备,600克的计算机设备,571千克的非加压货物(装在飞船的主干部分)。在返回地球时,飞船上将装载有1563千克的设备,包括740千克的科研设备。
实验
这次龙飞船将为ISS送去许多实验任务,看点包括:高清晰度地球观察(HDEV)、激光通信科学光学载荷(OPALS)、T细胞空间活化(TCAS)、蔬菜生产系统(VEGGIE)、通用汽车/NASA研制的R2机器人(Robonaut 2)的两条腿、平民和大学研究员微生物生态学国际空间站联合研究项目(MERCCURI)、空间内体外培养人类纤维细胞微型RNA表现分布(Micro-7)、舱外活动装置(Extravehicular Mobility Unit)。
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高清晰度地球观察(HDEV)载荷包括有四部现成的货架相机,将用于在轨返回空间站外部图像。
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包括月球大气及尘埃环境探测器(LADEE)在内,NASA已成功的进行了太空激光通信试验,现在激光通信科学光学载荷(OPALS)将会用于空间站与地面间的激光通信,以增加空间站通信的吞吐量,在实验中,ISS将利用这个设备向位于加利福尼亚州的NASA喷气推进实验室(JPL)光学通信望远镜实验室(OCTL)的专用地面接收机传输视频,科学家们希望这可以为未来空间任务提供更大的数据传输量。
T细胞空间活化(TCAS)实验将研究人体免疫系统在微重力环境下的缺陷。
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蔬菜生产系统(VEGGIE)/Veg-01将会在太空种植莴苣,展示空间花园的可行性,实验装置将提供照明和养份,以用空间种植技术的教育推广、提供新鲜食物,甚至在长期任务下为航天员们提供消遣,设备的温控由ISS舱内系统提供,二氧化碳从ISS中收集,这样也可有利于空气净化,总之,在太空中生产新鲜食物对于航天员的营养补充、士气和福祉都有着积极影响。
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通用汽车/NASA研制的R2机器人(Robonaut 2)在三年前已经在航天飞机任务STS-133中被送上了ISS,但是它没有装腿,现在龙飞船将把它的双腿运入ISS进行组装,这样它可以在ISS上用腿移动,它的每条腿有七个关节和一个末端效应器(相当于脚),以方便其抓住ISS内外的扶手和插座(末端效应器包括有视觉系统,可以引导机器人接近和握住扶手),一个程序将允许机器人绕着ISS移动。
平民和大学研究员微生物生态学国际空间站联合研究项目(MERCCURI)是一个两重微生物研究项目,实验的一个部分是通过将48份“众包”获得的微生物样本运入ISS,并待其返回地球后进行分析以观察它们的变化,之所以称之为众包,是因为这些样本是由许多平民参与者们采集的,他们的采样来源包括历史古迹(芝加哥自然博物馆里的霸王龙化石),体育场(诸如美国国家橄榄球联盟/NFL、美国篮球职业联赛/NBA的赛场)等等,实验的另一部分是采集ISS内的样本,以确定ISS内6位航天员身边活跃的微生物类型。
空间内体外培养人类纤维细胞微型RNA表现分布(Micro-7)实验将会研究微重力对基因分布和非分裂细胞物理形状的影响。
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新的舱外活动装置(Extravehicular Mobility Unit/EMU)将被送到ISS,在航天飞机时代,EMU被存放在航天飞机的气阐舱里,在航天飞机和ISS对接后,与ISS上使用时间过长的EMU进行交换,换下的EMU将在航天飞机返航后在地球上进行维护和修理,但是航天飞机退役后,ISS上的EMU主要在空间站上进行保养和维护,包括充电和冷循环洗涤,由于现存在ISS上的EMU(3005、3010、3011和3015)都出过问题,所以本次龙飞船将为ISS送去一整套EMU(3003),而3015将被送回地球进行维修。
次级载荷
本次任务除了向ISS输送物资和实验外,还将利用与龙飞船分离后的第二级多皮卫星轨道部署器(PPODs)在地球轨道上部署作为次级载荷的卫星,这些是NASA教育发射纳米卫星(ELaNa)项目下的5个立方体卫星:
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空间技术加速和研究敏捷低成本实验室卫星,也被称为全星(ALL-STAR),是由科罗拉多大学博尔德分校研制的一颗三单元立方体卫星,它装备了一个伸缩式高清晰度地球成像仪器(THEIA)摄像头,将用于下传地球彩色图像,而它的主任务则是为未来的应用测试航天器平台,同时为大学生们设计、制造和运行卫星提供经验。
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KickSat是由康奈尔大学所研制的,项目经费来自于众筹网站KickStarter,它将在轨道上部署104个绰号为“小精灵”或者“芯片星”的电路板卫星,每个电路板卫星是厚度在3.2厘米的正方形,这些“小精灵”装有小型太阳能电池板、陀螺仪、磁力计和一个通信用无线电设备。这个卫星将演示降低空间访问成本,第一批“小精灵”将用于奖赏那些在KickStarter上资助该项目的公众(所有资助者的名字都被用激光机刻在了KickSat上),它们将会很快离轨以避免干扰轨道上的其它航天器。
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PhoneSat版本2.5(PhoneSat v2.5)是一颗1单元立方体卫星,是NASA手机星项目中最新一个成员,这个项目用来开发基于现成智能手机技术的小型卫星。PhoneSat版本2.5将用于爱迪生演示小卫星网络(EDSN)星座,即利用皮卫星星座从事科学研究,EDSN的主项目计划于今年晚些时候由一枚夏威夷大学的SPARK火箭进行发射。
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由NASA的阿莫斯研究中心和普渡大学联合研制的SporeSat是一颗5.4千克的3单元立方体卫星,它将用于研究植物细胞的重力感应机制,星上将实验模式植物水蕨在太空中的生长,以及是否可以通过旋转这样的人工重力来获得样品不同的生长速度。
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由印第安纳州泰勒大学和智利大学联合研制的测试星精减版(TestSat-Lite/TSAT)是一颗2单元立方体卫星,卫星上装有高能粒子探测器、朗缪尔探针和磁力计等设备以进行等离子体和电离层研究,此外,它也将用于卫星和地面间的通讯数据中继。
带腿猎鹰9 v1.1
SpaceX公司为本次发射选择了猎鹰9 v1.1(版本1.1)型运载火箭,这是目前世界上长径比最大的火箭之一,用来替换该公司之前使用的基本型猎鹰9(也被称为v1.0/版本1.0),它是一种两级液体火箭,采用RP-1推进剂和液氧氧化剂,此火箭高68米,直径3.7米。猎鹰9 v1.1的第一级采用9台默林(灰背隼)1D发动机(版本1.0用的是默林1C发动机),此外与版本1.0不同的是,版本1.1的一级发动机布局从“井”字形变成了外圈八台加中心一台的所谓octaweb,此火箭的上面级也采用一台经过真空优化的默林1D发动机。
这次发射是SpaceX公司第一次使用猎鹰9 v1.1(版本1.1)型运载火箭发射龙飞船,之前龙飞船都是由猎鹰9 v1.0(版本1.0)所发射,这也是猎鹰9系列运载火箭的第九次发射,同时还是猎鹰9 v1.1型运载火箭的第四次发射。
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本次发射的一大看点是SpaceX公司向着发展完全可重复使用运载火箭的目标又前进了一步,猎鹰9 v1.1型运载火箭的第一级被装上了支撑腿,并在下落过程中部署这“四条腿”,虽然不会在陆地上进行着陆,但是这些腿将在海上演示一个控制部署。事实上,从他们早期的猎鹰1型火箭的设计开始,可重复使用一直是SpaceX公司雄心勃勃的目标,虽然本次发射中第一级的具体情况还不清楚,但是埃龙.穆斯克(Elon Musk)之后已经发布消息表示第一级上的飞行计算机在入水后又工作了8秒,直到第一级处于水平位置后才停止了工作,所以很可能有了一个成功的软着水。
SpaceX原计划在四月底发射6颗Orbcomm卫星,但是现在还不清楚是否会推迟发射,今年该公司的其它任务还有亚星8号、亚星6号、土库曼卫星、另外11颗Orbcomm卫星(一箭11星)、另外两艘龙飞船。