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据国际媒体报道 , 维珍轨道又采用波音747飞机成功发射了一枚运载火箭 , 搭载的卫星成功进入预定轨道 。
所谓“维珍轨道”是一家火箭公司 , 全称“美国维珍轨道公司” , 英文名为Virgin Orbit , 是英国巨富理查德·布兰森旗下“航天企业维珍银河公司(Virgin Galactic)”的子公司 。 这家公司的吸睛之处是用波音747飞机将火箭带到高空 , 在高空发射火箭将有效载送入地球轨道 。
这家公司在2020年5月25日首次利用波音747飞机将运载火箭带到高空 , 但火箭释放点火后发生异常 , 首次发射以失败告终 。 但他们没有气馁 , 于2021年1月17日 , 再次利用波音747飞机发射一枚运载火箭 , 成功将10颗NASA立方体小卫星送入近地轨道;同年7月1日 , 又成功将7枚卫星送入轨道 。
就在北京时间今天早晨 , 维珍轨道公司在太平洋上空 , 用波音747飞机又成功发射了一枚运载火箭 , 将7颗小卫星送入500公里高度、45度倾角的近地轨道 。 这已经是第三次成功发射 。
为啥维珍公司特立独行地采用这种发射方式呢?
其实 , 用飞机将运载火箭带到高空发射 , 并非维珍轨道公司的首创 。 早在上世纪的九十年代 , 美国就用一架B-52飞机在大西洋上空13公里处发射了一枚“飞马座”运载火箭 , 将巴西首颗卫星送入765公里的预定轨道 , 开创了飞机上发射卫星的新方法 。
不过像维珍轨道公司这样 , 已经连续三次采用飞机发射成功 , 真正实现了商业化运营的私人火箭公司还是第一个 。 维珍轨道似乎已经将飞机发射火箭常态化 , 未来还会越来越多地使用这种方式 。
那么这种发射方式有什么特点和好处呢?
我们知道 , 一般火箭发射是在地面采用大推力发动机起飞的 , 为了克服地球引力和空气阻力 , 耗费的燃料以及加注这些燃料的储箱就要很大 , 火箭就会做得越来越大 , 而越大的火箭发射燃料就需要越多 , 这样就会形成一个恶性循环 。
用飞机将火箭运送到高空发射 , 虽然重力并没有减少多少 , 但至少有如下几个方面的好处:
1、飞机已经给予了火箭一定的初速度 , 可以减少地面启动火箭耗费的巨量燃料 , 比地面发射总速度可降低10~15% , 并提升火箭性能1~2%;2、由于空中发射 , 气压只有海平面的1/4 , 运载火箭发动机喷管设计就可以简化 , 提升安全性和降低造价;3、高空发射加速度动压较低 , 对火箭本身结构强度要求也降低 , 整体上提升火箭安全性和制造成本 。
【马斯克嗤之以鼻!维珍再次用飞机成功发射火箭,或将成为常态】
此外 , 空中发射火箭准备时间比地面要少一些 , 所需天气条件也比地面要求低一些 。
但空中发射也有局限性 , 比如发射的航天器不能太重 , 轨道也不能太高 , 因为飞机的运载能力有限 , 太重和太高轨道的运载火箭需要更大 , 装载的燃料需要更多 , 就超出了飞机的运载能力 。
为了能够在空中发射更大的火箭 , 微软公司联合创始人保罗·艾伦(Paul Allen)资助一家私人太空运输公司 , 正在建造一架有史以来最大的飞机 , 这架被称为“平流层发射系统”的飞机翼展约117米 , 重约226.8吨 , 可一次携带3枚运载火箭升空发射 , 有效载荷可达250吨 。
这架巨鸟于2019年4月份试飞成功 , 或许不久就会创造飞机发射火箭的新纪录 。 可惜 , 具有先见之明的投资商保罗却没有看到这一天 , 他在2018年10月因病去世了 。 他的愿望是通过这种空天发射系统 , 降低航天成本 , 最终将人类送上火星 。
那么 , 未来用飞机进行航天发射会成为主流吗?
我认为 , 用飞机发射运载火箭既有自己的优势 , 也有缺陷 , 只会是未来航天发射中的一个选项而已 , 不可能变成主流 。 因为巨大超重或更远距离的航天器发射 , 目前都无法在飞机上进行 , 哪怕是未来巨大的平流层发射系统 , 也无法胜任 。
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