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运力最强SpaceX猎鹰重型火箭发射:主助推器回收失败

归档日期:06-29       文本归类:固定发射      文章编辑:爱尚语录

  新浪科技讯 北京时间6月25日下午消息,北京时间14点31分,当今运力最强的SpaceX“猎鹰”重型火箭成功在佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地进行第三次发射,同时这也是猎鹰重型火箭首次在夜间发射,这是SpaceX有史以来最具特色的发射之一。

  此次SpaceX发射进行火箭回收失败,按计划,火箭的两个侧助推器将降落在卡纳维拉尔角,而中央核心助推器将降落在停泊在大西洋深处,准确地说是离岸1240公里的一艘SpaceX无人驾驶船上,主助推器在着陆至大西洋的无人驾驶回收船时未找准中心位置,降落失败,在中心外数米处坠毁,而两个侧助推器顺利着陆。

  这枚火箭上将搭载美国空军的“太空试验计划2”(STP2)飞行任务。这次任务主要是让美国空军能够证明“猎鹰重型”火箭未来可用于执行国家安全任务。

  火箭上总共搭载了24颗航天器,SpaceX将把它们部署在三个不同的轨道上。这意味着火箭的二级发动机将不得不在太空中4次点火,打破以往最多3次记录,全程部署预计将耗时超过6小时。

  SpaceX公司还没有将任何活着的宇航员送入太空,但是Celestis太空殡葬公司将“抢先一步”,搭载SpaceX公司“猎鹰”重型火箭将152位逝者的骨灰送入太空。据悉,一起发射升空的还有各种卫星和科学仪器,而152位逝者的骨灰被称为“太空飞行纪念品”。

  Celestis公司提供一种非常独特的服务,将已逝亲人的骨灰送入太空,从而表达对逝者的敬意和怀念。目前,该公司已定购了“猎鹰”重型火箭的一些存储空间,将实现一些客户的愿望,将152位逝者的骨灰送入地球轨道。

  在此次太空发射中,Celestis公司称,152位逝者也是太空发射“参与者”,152位逝者中包括一些名人,例如:美国宇航局前宇航员比尔·波格(Bill Pogue)、日本职业篮球明星Masaru Tomita、太空飞行历史学家詹姆斯·巴斯比(James M。 Busby)。

  事实上,这并非第一次人类骨灰进入太空,Celestis公司已成功地发射15次,曾将科幻剧《星际迷航》饰演“斯科蒂”的演员詹姆斯·杜汉(James Doohan)、科学家尤金·舒梅克(Eugene Shoemaker)等人的骨灰送入太空。

  他们的骨灰将放在唇膏大小的胶囊容器中,放置在通用原子轨道试验台卫星内,与火箭升空。之后,这些骨灰将围绕地球航行,直到大气层将他们的骨灰化作流星,燃烧殆尽。其他航天器将执行测量轨道上的辐射、监视无线电传输如何受到地球大气层阻碍等任务。

  发射完毕,Celestis公司还将举办“追悼会直播”,纪念所有被送入太空的逝者。

  这些航天器有多种用途,其中之一是由非营利组织行星协会设计的名为”光帆2号”(LightSail 2)的太阳帆实验飞船。这将考验在太阳推动下穿越太空的方式,也是该组织2015年“光帆1号”任务的后续行动。

  其中一个航天器上将搭载美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(JPL)开发的“深空原子钟”(DSAC),其设计精度是太空中现有原子钟的50倍。还有NASA的另一项任务,测试一种新型的“绿色”航天器推进剂,由一种叫做硝酸羟铵(hydroxylammonium nitrate)的物质组成。

  光帆2号是此次猎鹰重型火箭发射中最受关注的“明星”之一,它将利用轻粒子撞击船帆产生的压力在轨道上航行。该实验装置属于行星学会(Planetary Society),是一个面包大小的立方体卫星,它将搭载在PROX-1卫星内。PROX-1是佐治亚理工学院的学生们设计的一颗小型卫星,在发射后大约一个小时,它将被部署在猎鹰重型火箭的第三个也是最后一个轨道目的地。大约一周后,位于第三个轨道上的卫星将彼此分离,PROX-1卫星将使用一个小弹簧来释放光帆2号。在一些必要的测试之后,光帆2号将展开其聚酯薄膜帆,其大小和一个拳击台差不多,但厚度比人的头发还薄。

  在至少一个月的时间里,光帆2号将利用来自光子的压力,把自己提升到更高的轨道。虽然光子没有质量,但它们有动量。当光子撞击太阳帆时,这种动量就会转移到航天器上。当光帆2号绕地球轨道运行时,其内部的一个小飞轮会转动帆面来捕捉这些光子,就像帆船调整三角帆,使船体朝着理想的方向运动一样。

  模拟显示,光帆2号应该能够每天将轨道提高0.5公里,但设计者表示,任何可测量的高度增加都应该被认为是成功。光子对太阳帆的作用力约为每平方米9μN。换个角度来看,这大约相当于地球上一只家蝇在人手里的重量。

  如果卫星能够利用光子压力来推进,就能够减少卫星对燃料的需求,立方体卫星在太阳系中的探索之旅将更加便宜和简单。展望未来,太阳帆也开启了星际旅行的可能性。随着航天器离太阳越来越远,太阳辐射通量,或者说光子密度会迅速下降,因此配备太阳帆的航天器将无法达到足够高的速度,从而无法在人类的时间尺度上进行星际旅行。但是,如果太阳帆在地球或月球上使用强大的激光阵列来推进,就可以让小型航天器也进行星际旅行。事实上,这就是“突破摄星”(Starshot)计划的目标。该计划由一位俄罗斯亿万富翁资助,旨在向我们最近的恒星半人马座阿尔法星(Alpha Centauri)发射首个星际探测器。光帆2号是朝着开发使该任务成为可能的技术迈出的一小步。

  行星学会的光帆计划已经酝酿了近十年,但这个想法比该组织还更早。1976年,也就是卡尔·萨根创建行星协会的四年前,他在《今夜秀》节目中展示了NASA太阳帆的“原始模型”。萨根设想这艘飞船将被用于与哈雷彗星会合。

  在未能从美国宇航局获得发射太阳帆的资金后,行星学会决定自己解决这个项目。20世纪90年代末,该组织开始研制他们的第一个太阳帆——宇宙1号(Cosmos 1),它看起来像一个巨大的风扇。2005年,一枚俄罗斯火箭将宇宙1号发射到太空,但火箭的第一阶段失败并摧毁了太阳帆。行星学会继续努力,在10年后将光帆1号发射到近地轨道。光帆1号更多的是一项技术示范任务——它没有飞得足够高,不能在阳光推动下飞行。光帆1号任务从一开始就受到技术问题的困扰,包括电池故障和无线电通讯问题。

  光帆2号任务是该技术的第二次测试,也是首次在地球轨道上使用。2010年,日本太空计划发射了IKAROS飞船,利用太阳能作为其执行金星任务的唯一动力形式,首次证实了该技术能够实际发挥作用。为了爬到更高的高度,光帆2号必须有更高的面积与质量比,并且具备在绕地球轨道运行时迅速朝太阳重新定向的能力。

  假设能按计划运行,光帆2号将在很多方面成为有史以来性能最好的太阳帆,但它不太可能长期保持这一头衔。NASA计划在2020年发射一颗名为NEA Scout的立方体卫星太阳帆,用于描绘一颗小行星的特征,而这颗小行星代表了有朝一日可能成为未来人类任务目标的小行星类型。

  另外,在此次发射过程中,美国宇航局将一个深空原子钟发射送入太空轨道,这将是可能改变人类探索太空方式的一项技术演示任务。

  这个深空原子钟是由美国宇航局喷气推进实验室研制的,是人类在地球使用原子钟和卫星原子钟的太空升级版,之前卫星原子钟可安置在人造卫星上提供GPS定位。

  美国宇航局表示,理想情况下,这种新型太空原子钟将使宇宙飞船能够自动导航至太空遥远天体,例如:非常精确地应用在火星之旅。科学家希望利用深空原子钟精确测量宇航飞船的位置,从而使深空飞行下的宇宙飞船能在减少通讯的情况下导航飞行。这将很大程度地改善航天器导航能力。

  天文学家曾使用时钟在太空行驶中导航,他们向太空飞船发送信号,太空飞船再将信号传回地球,往返时间将表明宇宙飞船到达地球的距离。因为信号是以光速传播的,因此考虑到往返航天器的飞行时间,找到距离只是一个简单的计算。随着时间的推移,通过发送多种信号,科学家可以计算出宇宙飞船的运行轨迹,包括它的位置和前往的太空区域。

  美国宇航局表示,为了在很小的误差范围内知道航天器的准确位置,天文学家需要非常精确的时钟,测量度达到十亿分之一秒,同时还需要非常稳定的时钟,这里的“稳定性”是指时钟测量时间单位的一致性。虽然你会认为时钟测量时间的长度总是以秒为单位,但是随着时钟的推移,逐渐地会出现误差。为了测量宇宙飞船在遥远空间的精确位置,天文学家需要他们的原子钟保持一致,从而更好地测量宇宙飞船的位置。

  原子钟是将石英晶体与某些类型的原子结合在一起,从而实现更好的稳定性。美国宇航局深空原子钟使用汞原子,4天后仅误差小于1纳秒,10年后误差小于1微秒。美国宇航局称,要经过1000万年时间,原子钟才会出现1秒钟的误差。

  在此次发射的24颗卫星中,有一颗是美国空军研究实验室的“示范和科学实验”(DSX)卫星,它将监测太阳辐射对中地球轨道的影响。DSX将被用来研究辐射对电子元件、电路和材料的有害影响。希尔空军基地的一份新闻稿称,这将“最终增强国家部署弹性空间系统的能力”。该任务还包括了NASA的空间环境试验台(SET)实验,目的是确定太阳辐射如何随时间的推移影响硬件。

  猎鹰重型火箭还将释放12颗Oculus-ASR纳米卫星,每颗重70公斤。这些卫星由密歇根理工大学的一个学生小组建造,将被用作校准地面望远镜的目标,其任务是监测轨道上的航天器。

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