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澳大利亚发展可重复使用火箭及高超声速航天飞

该运载器第一级由澳大利亚运载飞行器构成,为可重复使用火箭,将运载器加速至Ma5以上,满足超燃冲压发动机工作条件,然后利用机翼返回基地,加注燃料后再次使用。ALV是可重复使用小卫星运载器系列的一部分,在降低航天运输成本的同时,减小对环境的影响,在2011年已经启动。第二级以超燃冲压发动机为动力,最高速度可达Ma10,释放第三级火箭后返回地面。第二级超燃冲压发动机由昆士兰大学发展。

在太阳帆推进技术方面:①日本太阳帆推进取得重要进展。2010年5月,日本JAXA耗资20亿日元(约合2220万美元)研制的太阳帆伊卡洛斯升空,6月在太空展开,成为世界上首个依靠太阳光压驱动的航天器。按计划,伊卡洛斯太阳帆将把黎明探测器送往金星。②NASA太阳帆在太空丢失。2010年12月NASA从一颗自由飞行的微卫星“快速、经济可承受、科学与技术卫星”上释放了纳卫星NanoSail-D。预计三天后,NanoSail-D将快速部署一个9平米的帆体。遗憾的是,NASA一直未收到试验型NanoSail-D微小太阳帆的信号。

从2010年起,一个工程师团队就在莱米罗的空客仓库里进行秘密研究,寻找重复使用火箭运载器的实现途径。摆在他们面前的任务是棘手的,因为必须最终要确保可重复使用运载器可以比传统一次性运载器成本更低。

目前,全球共有约1265颗卫星在轨运行,但卫星的发射成本很高。该项目的目标是降低卫星发射成本,使小国及组织也能发射自己的小卫星,并利用可重复使用运载系统监控其航天活动。

1.运载器发动机研制进展

空客集团必须克服重大的技术与资金挑战,然而Paypal的创始人,亿万富翁埃隆·马斯克所创立SpaceX公司,已经在对其模型进行试验。

[据nextbigfuture网站2015年8月10日报导]澳大利亚昆士兰大学高超声速中心计划发展三级运载器,用于发射500千克以下小卫星,并对其进行监控。

2. 航天器推力器研制进展

“艾德琳”,是“带有创新型经济发动机的先进一次性运载器”的缩写,它的设计独创性的将航天与航空技术结合在了一起。推进舱与发动机占推进器总价值的80%,设计方案是通过隔热罩在其返回地球的时使它们免受损坏。当“艾德琳”完成了任务后,就会像无人机一样飞回着地面。其外部配有小型机翼与涡桨发动机,并将燃料储存在机翼中,要携带约2公吨燃料,来保证其能返回地球,是SpaceX所需燃料的一半。工作人员预计,“艾德琳”可重复使用10到20次。

2015年年底,将进行ALV缩比样机飞行试验,ALV-0翼展3米,在试验过程中,将像常规飞机一样起飞,然后收起机翼并再次展开它们,重点进行低速操作试验,以验证其工作能力。(中国航天系统科学与工程研究院 张连庆)

在航天器电推进技术方面:①美国NASA的NEXT计划离子推力器完成一系列试验 2010年6月,美国航空喷气公司研制的新一代FTD-1离子发动机,在NASA的格伦研究中心试验台上进行一系列测试。NEXT计划致力于开发下一代电推进系统,包括电源处理器、推进剂管理及其它组件等。② 美国可变比冲磁等离子体火箭发动机研制取得重要进展。2010年6月,美国Ad Astra公司研制的可变比冲磁等离子体火箭发动机的一台原型机VX-200发动机完成了为期6月的试验测试。预计使用这种发动机可使去火星的旅程缩短到39天。③ 美国麻省理工学院开发用于微小卫星的微离子发动机。研究小组希望这种推力器在未来2年能实现应用。④ 俄罗斯斥巨资研制装有离子发动机的核动力宇宙飞船 俄联邦政府在2010年拨款1670万美元用于研制兆瓦级的装有大功率离子发动机的核动力宇宙飞船。据悉,装有离子发动机的核动力装置,可用于大规模研究开发宇宙空间的航天计划,包括未来载人火星探测及行星际探测等,具有广阔的应用前景。

(中国航天系统科学与工程研究院 刘博 陈杰)

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