安达里士230成功发射了OA-5天鹅座飞船任务
安达里士230成功发射了OA-5天鹅座飞船任务
在上次任务失败两年之后,美国东部时间2016年10月17日晚7点45分,一枚美国轨道科学公司的安达里士(采用新的230配置)运载火箭从中大西洋发射场沃尔普斯岛0A工位发射升空,将一艘天鹅座货运飞船成功发射入轨,以执行美国国家航空航天局(NASA)向国际空间站(ISS)运送补给的ORB-5/CRS5任务。
本次发射虽然是安达里士系列运载火箭的第6次飞行,但却是安达里士-230配置的首射。与之前安达里士-110、安达里士-120、安达里士-130不同的是,230配置将第一级的AJ-26-62型发动机换成了RD-181。AJ-26是前苏联20世纪70年代NK-33发动机的翻新产品,经调查发现它是造成轨道科学2014年发射ORB-3任务失败的原因之一,同时它也与之前一次地面测试起火有关,但在此之后,整个火箭项目仍在前进。
安达里士火箭与轨道科学的天鹅座飞船一同是为NASA的商业轨道运输服务项目(COTS)所开发的,它于2013年4月进行了首飞,当时其携带了一个天鹅座飞船摸拟配重以及四个立方体卫星。安达里士火箭的第二次发射是在2013年年底,这也是天鹅座飞船的首次发射,代号乔治.大卫.洛的那艘天鹅座飞船成功完成了轨道科学公司COTS项目余下的所有任务演示目标,包括靠泊在国际空间站上。
在完成演示飞行后,NASA允许天鹅座飞船开始执行2008年12月授予轨道科学公司的商业补给服务(CRS)项目(包括8次发射),用天鹅座飞船向ISS运送补给。在2014年1月与7月,天鹅座飞船成功完成了两次发射。
当地时间2014年10月28日晚6点22分,一枚执行第三次天鹅座CRS任务的安达里士火箭,在从中大西洋发射场沃尔普斯岛0A工位发射后仅15秒便发生第一级爆炸,火箭失去推力后落回了靠近发射工位的地面彻底被毁。事发后,轨道科学公司与NASA经过调查确定,事故是由火箭1号发动机涡轮泵故障造成的。NASA的调查显示涡轮泵故障有三种可能性,但不能肯定到底是哪种可能性使得发射失败。这三种可能性分别是:1、涡轮泵的液压平衡组件和涡轮轴承不够坚固;2、涡轮泵吸入了外来碎片;3、涡轮壳体制造质量问题。轨道科学倾向于制造质量问题。
AJ-26源自前苏联库兹涅佐夫设计局(OKB-276)开发的NK-33发动机,原来准备用于N-1F火箭。N-1F是前苏联在20世纪60年代末,发展的一种升级型N-1火箭,旨在发射载人登月任务。但20世纪70年代初,N-1火箭全部4次发射都以失败告终,使得前苏联在与美国的登月竞赛中失败。而计划中NK-33将用于替换N-1火箭第一级上的30台NK-15发动机。
尽管前苏联下令毁掉所有NK-33,但在N-1火箭项目被放弃后,这些发动机却被存储了起来,并被用于几个不同的火箭项目,包括2013年4月首飞的安达里士火箭和同年12月首飞的俄罗斯联盟-2-1V火箭。
用于安达里士火箭的NK-33由美国喷气飞机.洛克达因公司翻新,代号AJ-26。因为原产品已在20世纪70年代停产,所以NK-33库存大约有60台,其中喷气飞机.洛克达因公司购买了36台。轨道科学ATK计划继续在初始任务中使用AJ-26,并在后续任务中引入另一种发动机。
RD-181是一种基于俄罗斯动力机械科研生产联合体RD-191(用于安加拉火箭)的火箭发动机。RD-191本身是一种单燃烧室型的RD-170系列发动机,RD-170原先用于天顶和能源火箭,同一系列的双燃烧室型号名为RD-180,由美国联合发射同盟(ULA)的阿特拉斯V型火箭使用,
安达里士用一对RD-181替换了原来的两台AJ-26。这两种火箭发动机使用同样的推进剂(液氧/RP-1燃料),所以可以转换发动机。由于新发动机能力更强,所以增加了安达里士的载荷能力。安达里士的第一级由乌克兰南方设计局/机械制造科研生产联合体基于天顶火箭第一级共同开发。安达里士的第二级采用美国阿连特技术公司研制的卡斯托30XL固体火箭发动机,但在2014年10月失败的任务前两次任务,安达里士使用的都是卡斯托30B。
为了继续使用天鹅座飞船向ISS提供补给,轨道科学ATK向ULA采购了两枚阿特拉斯V型火箭,分别于2015年12月和2016年4月进行了发射。与此同时,天鹅座飞船也升级成了一种增强型配置,包括一种更大的加强货运模块和新的太阳能电池板,使用更强大的阿特拉斯V型火箭,使得轨道科学能够最大化利用天鹅座货运飞船向国际空间站的运补能力。本次发射也是新型天鹅座飞船首次使用安达里士火箭发射升空。总之,此次任务是第7次天鹅座飞船发射任务,序列号CRS轨道科学ATK5(OA-5)。
轨道科学一直使用美国航天员的姓名作为历次天鹅座飞船的名字,此次的OA-5任务被命名为SS阿兰.波因德克斯特(Alan G. Poindexter)。1961年11月出生的波因德克斯特在第一次海湾战争中曾是一名美国海军航空兵F-14雄猫式战斗机飞行员,后来又成为了一名试飞员,并于1998年加入NASA。在NASA,波因德克斯特曾执行过两次航天飞机任务,分别是作为飞行员参与2008年2月的亚特兰蒂斯号航天飞机任务STS-122,向ISS交付哥伦布模块。
2010年4月,波因德克斯特在发现号航天飞机任务STS-131中成为指令长。2010年,他从NASA退役,返回美国海军。2012年7月,他在渡假期间死于一次船舶事故。OA-5是首艘以造访过ISS的航天员来命名为天鹅座飞船。
天鹅座飞船包括一个基于轨道科学公司商业卫星的服务模块,以及一个加压货运模块(PCM)。PCM由意大利泰勒斯.阿莱尼亚公司基于多用途后勤模块(MPLMs)所研制。在PCM的前端有一个共同靠泊机械(CBM),以允许天鹅座与空间站进行靠泊作业。
6.173吨的天鹅座飞船采用一部衍生自日本石川岛播磨重工(IHI)BT-4的火箭发动机。此发动机既可以使用单组元推进剂(肼燃料),也可以使用双组元推进剂(肼与四氧化二氮/MON-3)模式。更小的反应控制推进器便于进行航天器机动与姿态控制。天鹅座飞船可以携带800千克推进剂以执行任务。
在OA-5任务中,天鹅座飞船将把2.342吨货物运往ISS,其中2.209吨为有效质量,其余是包装。所运货物中有585千克航天员食品,1.023吨的ISS美国舱段硬件,42千克的ISS俄罗斯舱段硬件,56千克计算机设备,以及用于太空行走的5千克硬件。
除了食品和硬件,天鹅座飞船也将携带包括空间站实验在内的498千克科学设备。其中包括:
1、冷焰调查(CFI),这个实验将跟踪在早期火焰熄灭实验(FLEX)中意外发现的结果。FLEX实验发现,一些材料在低温下的正常燃烧熄灭后仍然继续燃烧,但却没有可见的火焰。
2、照明效果实验,这个实验计划更换国际空间站的照明系统,研究是否能通过控制空间站的照明环境来改善航天员们的睡眠模式与警觉性。空间站上的荧光灯正由发光二极管(LED)灯替换。NASA将研究灯的蓝光强度,以帮助航天员睡眠并增强他们在适当时间的警觉性。
3、欧洲航天局(ESA)的EveryWear实验,此实验将由航天员托马斯.佩斯克(Thomas Pesquet)执行(他将在联盟MS-03飞船任务中抵达ISS)。佩斯克会通过一部平板电脑上的APP来记录科学结果、医疗信息、睡眠、煅炼和营养数据,这些都将自动传回地球。
4、快中子谱仪(FNS),这是一部辐射探测器,它能对空间站辐射环境进行更精确的测量。新型传感器最初将在三个不同位置(团结号/Unity节点舱、和谐号/Harmony节点舱、命运号/Destiny实验舱)运行六个月。在完成主任务后,FNS的传感器将一直使用下去。
5、在离开国际空间站后,天鹅座飞船将执行萨菲尔-II(Saffire-II)航天器消防安全演示项目,研究飞船失火的影响。萨菲尔实验使用自带的实验包来确定易燃材料样本在微重力环境下的状况。萨菲尔-II是NASA三次航天器消防安全演示项目中的第二次。第一次是2016年6月天鹅座飞船在OA-6任务完成后进行的,第三次计划搭载在2016年12月晚些时候发射的OA-7任务上。
6、在自由飞行期间,天鹅座飞船还将为尖顶公司部署四颗尖顶立方体卫星(也被称为狐猴-2),它们将被用于气象研究。尖顶公司向美国联邦通信委员会提交的文件称,在天鹅座飞船有足够燃料的情况下,这些尖顶卫星将被部署到空间站上方45千米处的轨道上,否则,它们将在空间站前下方15千米处被释放。
每颗尖顶卫星携带有一个名为STRATOS的载荷,它将用于研究全球定位系统(GPS)导航卫星信号经地球大气层时的掩蔽问题。通过研究这些信号在穿越大气层时所受影响,来推断该区域大气层的温度、湿度和大气压力。
单颗尖顶卫星质量为4千克。这些卫星再加上纳米机架(NanoRacks)公司分配器及支持设备总质量为83千克。这四颗卫星是尖顶星座中的第三组航天器。第一组四颗尖顶卫星于2015年9月由一枚印度极轨运载火箭(PSLV)火箭发射升空,第二组九颗尖顶卫星则于OA-6任务中部署。
轨道科学公司的下次发射目前计划在2016年12月进行,届时,一枚飞马座XL火箭将发射NASA的八颗飓风全球导航人造卫星系统(CYGNSS)气象研究卫星。下一次安塔里士火箭发射,目前计划于今年年底前进行,以执行OA-7任务。
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在上次任务失败两年之后,美国东部时间2016年10月17日晚7点45分,一枚美国轨道科学公司的安达里士(采用新的230配置)运载火箭从中大西洋发射场沃尔普斯岛0A工位发射升空,将一艘天鹅座货运飞船成功发射入轨,以执行美国国家航空航天局(NASA)向国际空间站(ISS)运送补给的ORB-5/CRS5任务。
本次发射虽然是安达里士系列运载火箭的第6次飞行,但却是安达里士-230配置的首射。与之前安达里士-110、安达里士-120、安达里士-130不同的是,230配置将第一级的AJ-26-62型发动机换成了RD-181。AJ-26是前苏联20世纪70年代NK-33发动机的翻新产品,经调查发现它是造成轨道科学2014年发射ORB-3任务失败的原因之一,同时它也与之前一次地面测试起火有关,但在此之后,整个火箭项目仍在前进。
安达里士火箭与轨道科学的天鹅座飞船一同是为NASA的商业轨道运输服务项目(COTS)所开发的,它于2013年4月进行了首飞,当时其携带了一个天鹅座飞船摸拟配重以及四个立方体卫星。安达里士火箭的第二次发射是在2013年年底,这也是天鹅座飞船的首次发射,代号乔治.大卫.洛的那艘天鹅座飞船成功完成了轨道科学公司COTS项目余下的所有任务演示目标,包括靠泊在国际空间站上。
在完成演示飞行后,NASA允许天鹅座飞船开始执行2008年12月授予轨道科学公司的商业补给服务(CRS)项目(包括8次发射),用天鹅座飞船向ISS运送补给。在2014年1月与7月,天鹅座飞船成功完成了两次发射。
当地时间2014年10月28日晚6点22分,一枚执行第三次天鹅座CRS任务的安达里士火箭,在从中大西洋发射场沃尔普斯岛0A工位发射后仅15秒便发生第一级爆炸,火箭失去推力后落回了靠近发射工位的地面彻底被毁。事发后,轨道科学公司与NASA经过调查确定,事故是由火箭1号发动机涡轮泵故障造成的。NASA的调查显示涡轮泵故障有三种可能性,但不能肯定到底是哪种可能性使得发射失败。这三种可能性分别是:1、涡轮泵的液压平衡组件和涡轮轴承不够坚固;2、涡轮泵吸入了外来碎片;3、涡轮壳体制造质量问题。轨道科学倾向于制造质量问题。
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AJ-26源自前苏联库兹涅佐夫设计局(OKB-276)开发的NK-33发动机,原来准备用于N-1F火箭。N-1F是前苏联在20世纪60年代末,发展的一种升级型N-1火箭,旨在发射载人登月任务。但20世纪70年代初,N-1火箭全部4次发射都以失败告终,使得前苏联在与美国的登月竞赛中失败。而计划中NK-33将用于替换N-1火箭第一级上的30台NK-15发动机。
尽管前苏联下令毁掉所有NK-33,但在N-1火箭项目被放弃后,这些发动机却被存储了起来,并被用于几个不同的火箭项目,包括2013年4月首飞的安达里士火箭和同年12月首飞的俄罗斯联盟-2-1V火箭。
用于安达里士火箭的NK-33由美国喷气飞机.洛克达因公司翻新,代号AJ-26。因为原产品已在20世纪70年代停产,所以NK-33库存大约有60台,其中喷气飞机.洛克达因公司购买了36台。轨道科学ATK计划继续在初始任务中使用AJ-26,并在后续任务中引入另一种发动机。
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RD-181是一种基于俄罗斯动力机械科研生产联合体RD-191(用于安加拉火箭)的火箭发动机。RD-191本身是一种单燃烧室型的RD-170系列发动机,RD-170原先用于天顶和能源火箭,同一系列的双燃烧室型号名为RD-180,由美国联合发射同盟(ULA)的阿特拉斯V型火箭使用,
安达里士用一对RD-181替换了原来的两台AJ-26。这两种火箭发动机使用同样的推进剂(液氧/RP-1燃料),所以可以转换发动机。由于新发动机能力更强,所以增加了安达里士的载荷能力。安达里士的第一级由乌克兰南方设计局/机械制造科研生产联合体基于天顶火箭第一级共同开发。安达里士的第二级采用美国阿连特技术公司研制的卡斯托30XL固体火箭发动机,但在2014年10月失败的任务前两次任务,安达里士使用的都是卡斯托30B。
为了继续使用天鹅座飞船向ISS提供补给,轨道科学ATK向ULA采购了两枚阿特拉斯V型火箭,分别于2015年12月和2016年4月进行了发射。与此同时,天鹅座飞船也升级成了一种增强型配置,包括一种更大的加强货运模块和新的太阳能电池板,使用更强大的阿特拉斯V型火箭,使得轨道科学能够最大化利用天鹅座货运飞船向国际空间站的运补能力。本次发射也是新型天鹅座飞船首次使用安达里士火箭发射升空。总之,此次任务是第7次天鹅座飞船发射任务,序列号CRS轨道科学ATK5(OA-5)。
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轨道科学一直使用美国航天员的姓名作为历次天鹅座飞船的名字,此次的OA-5任务被命名为SS阿兰.波因德克斯特(Alan G. Poindexter)。1961年11月出生的波因德克斯特在第一次海湾战争中曾是一名美国海军航空兵F-14雄猫式战斗机飞行员,后来又成为了一名试飞员,并于1998年加入NASA。在NASA,波因德克斯特曾执行过两次航天飞机任务,分别是作为飞行员参与2008年2月的亚特兰蒂斯号航天飞机任务STS-122,向ISS交付哥伦布模块。
2010年4月,波因德克斯特在发现号航天飞机任务STS-131中成为指令长。2010年,他从NASA退役,返回美国海军。2012年7月,他在渡假期间死于一次船舶事故。OA-5是首艘以造访过ISS的航天员来命名为天鹅座飞船。
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天鹅座飞船包括一个基于轨道科学公司商业卫星的服务模块,以及一个加压货运模块(PCM)。PCM由意大利泰勒斯.阿莱尼亚公司基于多用途后勤模块(MPLMs)所研制。在PCM的前端有一个共同靠泊机械(CBM),以允许天鹅座与空间站进行靠泊作业。
6.173吨的天鹅座飞船采用一部衍生自日本石川岛播磨重工(IHI)BT-4的火箭发动机。此发动机既可以使用单组元推进剂(肼燃料),也可以使用双组元推进剂(肼与四氧化二氮/MON-3)模式。更小的反应控制推进器便于进行航天器机动与姿态控制。天鹅座飞船可以携带800千克推进剂以执行任务。
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在OA-5任务中,天鹅座飞船将把2.342吨货物运往ISS,其中2.209吨为有效质量,其余是包装。所运货物中有585千克航天员食品,1.023吨的ISS美国舱段硬件,42千克的ISS俄罗斯舱段硬件,56千克计算机设备,以及用于太空行走的5千克硬件。
除了食品和硬件,天鹅座飞船也将携带包括空间站实验在内的498千克科学设备。其中包括:
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1、冷焰调查(CFI),这个实验将跟踪在早期火焰熄灭实验(FLEX)中意外发现的结果。FLEX实验发现,一些材料在低温下的正常燃烧熄灭后仍然继续燃烧,但却没有可见的火焰。
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2、照明效果实验,这个实验计划更换国际空间站的照明系统,研究是否能通过控制空间站的照明环境来改善航天员们的睡眠模式与警觉性。空间站上的荧光灯正由发光二极管(LED)灯替换。NASA将研究灯的蓝光强度,以帮助航天员睡眠并增强他们在适当时间的警觉性。
3、欧洲航天局(ESA)的EveryWear实验,此实验将由航天员托马斯.佩斯克(Thomas Pesquet)执行(他将在联盟MS-03飞船任务中抵达ISS)。佩斯克会通过一部平板电脑上的APP来记录科学结果、医疗信息、睡眠、煅炼和营养数据,这些都将自动传回地球。
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4、快中子谱仪(FNS),这是一部辐射探测器,它能对空间站辐射环境进行更精确的测量。新型传感器最初将在三个不同位置(团结号/Unity节点舱、和谐号/Harmony节点舱、命运号/Destiny实验舱)运行六个月。在完成主任务后,FNS的传感器将一直使用下去。
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5、在离开国际空间站后,天鹅座飞船将执行萨菲尔-II(Saffire-II)航天器消防安全演示项目,研究飞船失火的影响。萨菲尔实验使用自带的实验包来确定易燃材料样本在微重力环境下的状况。萨菲尔-II是NASA三次航天器消防安全演示项目中的第二次。第一次是2016年6月天鹅座飞船在OA-6任务完成后进行的,第三次计划搭载在2016年12月晚些时候发射的OA-7任务上。
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6、在自由飞行期间,天鹅座飞船还将为尖顶公司部署四颗尖顶立方体卫星(也被称为狐猴-2),它们将被用于气象研究。尖顶公司向美国联邦通信委员会提交的文件称,在天鹅座飞船有足够燃料的情况下,这些尖顶卫星将被部署到空间站上方45千米处的轨道上,否则,它们将在空间站前下方15千米处被释放。
每颗尖顶卫星携带有一个名为STRATOS的载荷,它将用于研究全球定位系统(GPS)导航卫星信号经地球大气层时的掩蔽问题。通过研究这些信号在穿越大气层时所受影响,来推断该区域大气层的温度、湿度和大气压力。
单颗尖顶卫星质量为4千克。这些卫星再加上纳米机架(NanoRacks)公司分配器及支持设备总质量为83千克。这四颗卫星是尖顶星座中的第三组航天器。第一组四颗尖顶卫星于2015年9月由一枚印度极轨运载火箭(PSLV)火箭发射升空,第二组九颗尖顶卫星则于OA-6任务中部署。
轨道科学公司的下次发射目前计划在2016年12月进行,届时,一枚飞马座XL火箭将发射NASA的八颗飓风全球导航人造卫星系统(CYGNSS)气象研究卫星。下一次安塔里士火箭发射,目前计划于今年年底前进行,以执行OA-7任务。
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