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简单的超轻火箭有些不幸



近年来，已经形成了一种新型的运载火箭-超轻，非常简单，并且从导轨开始。而且他们有些不走运-在2015年底，美国超级斯特里皮 LV的首次发射因事故而告终，而在今年1月14日，从地球物理转换为太空火箭的SS-520-4火箭未能发射。这两个项目的未来都是模糊的，但可惜的是，在那里使用了有趣的技术解决方案，这种运载火箭理论上可以找到其利基市场。

1月14日开始


最初，他们想在1月10日发射火箭，但由于天气恶劣，推迟了启动-风速超过了最大允许值。1月14日，在当地时间8:33的一个晴朗的早晨，火箭在向导的引导下进行了漂亮的启动。



在最初的几分钟内，这些信息是相互矛盾的-一些新闻社报告说发射成功，有些则报道了遥测技术的缺失。但是情况很快就变得很清楚-遥测从火箭消失了20秒钟，没有它，地面控制中心没有发出启动第二级发动机的命令。有效载荷助推器爬上200公里，坠入太平洋。

设计，环线图和有效载荷


SS-520-4运载火箭是日本地球物理火箭的整个S系列的SS-520火箭的改进型。


图片：维基百科

地球物理公司的S-520能够将重达100千克的货物提升到300公里的高度，并为有效载荷提供至少五分钟的零重力。它于1980年首次发射，最后一次发射于2015年发射。通过向S-520添加第二阶段，日本航天局获得了SS-520，它可以将140千克的物体提升至1000公里的高度。在此版本中，该火箭于1998年成功地从Utinoura Cosmodrome（其所在地也称为鹿儿岛）发射，并于2000年从挪威的斯瓦尔巴特训练场成功发射。实际上，SS-520-4是发射编号的名称，而不是单独的运载工具类型（更有趣的是，尚未进行SS-520-3的亚轨道发射），但是这次将三个阶段放在了火箭上并进行了重置定向块。


图片：JAXA

运载火箭的发射周期被计划为非常不寻常的。

S-520的第一阶段直径为0.52 m，长度为6.1米，平均推力为14.6吨。火箭的总质量为2.6吨，初始加速度为5.6“相同”，并且仅随着燃料的开发和火箭的减轻而增加。第一阶段的引擎工作了31秒钟，消耗了1587公斤固体燃料，在此期间，它使火箭加速至2 km / s，并设法将其提升至26 km的高度。同时，第一阶段没有自己的控制系统，它由发射装置的旋转提升斜面引导，并且在飞行中被尾翼稳定器解开，利用旋转稳定飞行。

在67秒的飞行高度和81 km的高度下，头部整流罩应该下降了。再过一秒钟后，第一步将分离。从79秒（海拔97公里）开始，计划包括一个压缩气体定向系统。脉冲气体发动机由5.7升装有压缩氮气的储罐提供动力，首先将第二级和第三级引入进动中，然后，通过它们，他们不得不将烟囱转向水平位置。在107秒时，计划方向单元完成工作并在40秒后重置。

在157秒时，地面控制中心必须手动决定是否发出进一步撤离的命令。如果一切顺利，则应该在164秒后发送此命令。在180秒时，当火箭速度降低到每秒一公里，并且高度增加到179公里时，第二级发动机将启动。第二阶段，长1.7米，含325公斤燃料，应该在24.4秒内将火箭加速至3.6公里/秒。在235秒时，它将被重置，并且在3秒后，应该已经打开了第三级（长度0.8 m，船上固体燃料78 kg），这将使有效载荷加速到8.1 km / s。结果，尽管常规卫星由卫星发射了约十分钟，但假设它重达3公斤，却在四分钟内进入了180x1500公里的轨道。同时，第二和第三阶段没有完整的控制系统，通过旋转使其稳定，第三阶段甚至没有完整的遥测通道-他们在其上安装了一个小型GPS模块，该模块应该通过铱星通信卫星报告高度和速度数据。

撤离剖面也被证明是不寻常的-起点陡峭到地平线，然后有效载荷几乎水平移动。



该运载火箭的初始质量为2.6吨，使其成为航空史上最轻的航天运载工具之一。作为比较，Super Strypi重28吨。

有效载荷是3U TRICOM-1格式的cubesat，带有六个用于地球观测的相机。


图片：JAXA

朦胧的未来


尽管使用的技术简单，日本还是在SS-520-4上花费了350万美元。预计随后的发射会便宜一些，但尚不知道SS-520计划是否会发展，以及是否会发展。相比之下，自2007年以来，他们就花费了4500万美元购买了Super Strypi，截至2016年，该项目悬而未决-尚未完全关闭，但他们没有为新导弹分配资金，也不知道他们是否会分配。

然而，用于去除纳米卫星的超轻运载火箭的原理很可能具有潜力。第一批幼崽于2003年发射，近年来已撤出了三百多只各种规格的幼崽，仅在2017年的宣言中，它们就已经在200枚左右。通过学生和实验设备，纳米卫星可以自信地达到应用水平。通常，现在它们是由带有“常规”卫星或大型群的超负荷载荷发射的，发射的市场成本估计为3U格式（3块10x10x11.35厘米）每立方单位25万美元。从理论上讲，客户可以为将其幼崽快速发射到单独轨道上的能力支付更高的费用。在这里可以找到简单运载火箭的利基市场：

  • 使用固体燃料，这种燃料更容易操作且更便宜。
  • 最小化电子设备的数量-从斜坡开始，通过旋转稳定，通常在某些阶段不使用控制系统。
  • 通过减少人员，减小规模并简化维护来降低间接成本。

如果有一家公司能够克服这些技术解决方案所带来的问题（例如，第一阶段的Super Strypi发动机无法旋转），能够在第一次故障中幸存下来并能够降低发射价格，那么这种超轻型运载火箭很可能会在不断增长的市场中流行起来。纳米卫星。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN400831/

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