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space rider

關注太空騎士的歷史,當前挑戰和觀點

– 2019年4月25日的新聞 –

航天飛機運輸貨物的發展很時髦

雖然非常隱秘,美國自主航天飛機X-37B似乎經常被美國軍隊用於長期停留在太空。能夠將有效載荷送入軌道並恢復是一個非常有趣的能力,而不僅僅是軍隊。目前,這是歐洲無法控制的能力,但這種情況可能會在未來幾年發生變化。

自20世紀70年代以來,法國國家空間研究中心和歐空局一直對航天飛機的概念非常感興趣,這是一種具有某種火箭特性和飛機某些特性的軌道飛行器。航天飛機的主要興趣在於它是可重複使用的,理論上它必須降低相關任務的成本。憑藉後見之明和美國航天飛機的經驗,我們現在知道現實更加複雜。因此,歐洲和美國一樣,已經放棄了使用航天飛機進行載人航天飛行的想法。

然而,貨物運輸是一項要求較低的活動。在這一方面,航天飛機的概念正在經歷真正的複興。波音X-37B航天飛機自2010年開始飛行。在美國,應該在幾年內加入Sierra Nevada Dream Chaser。在歐洲,我們期待太空騎士的到來,這是一種可重複使用的航天飛機,最終將使歐洲能夠以獨立的方式從軌道上運載有效載荷。

x-37b runway

X-37B

歐洲航天飛機Space Rider是IXV示威者的繼承人

預計Space Rider號航天飛機將於2021年首飛。然而,它的起源可以追溯得更遠。歐洲長期以來一直希望建造一個有人居住的航天飛機,這個項目被稱為愛馬仕,直到20世紀90年代初才佔據歐洲航天局。愛馬仕將成為比美國航天飛機更輕的車輛。它由阿麗亞娜5號發射,以取代其上層。考慮到這種類型的使命,阿麗亞娜5已被設計出來。從那時起,歐洲載人飛行的夢想從未實現過。

然而,ESA並沒有放棄製造可重複使用的軌道車輛的雄心。 1998年,阿麗亞娜5號的第三次飛行被用來發射大氣再入演示器。這個阿波羅型太空艙將驗證與大氣再入有關的許多技術。任務取得了圓滿成功。太空艙的隔熱罩已經承受了接近900攝氏度的非常好的溫度。它的飛行系統使其距離計劃點僅5公里。這一成功促成了2005年新項目的開發。在意大利,IXV(中級實驗車輛)演示器的負責推動力誕生了。

這個想法是恢復1998年製造的示範飛行,但使用完全不同的車輛。 IXV與X-37B航天飛機並不十分相似。它是一類稱為升力體的航天器的一部分,沒有機翼。然而,他們的機身被研究以在大氣中以非常高的速度產生升力效應。這減少了在軌道速度再入時的約束。機翼確實是梭式車輛最重要的加熱點之一。另一方面,當其速度充分降低時,提升體變得非常不穩定。因此它不能像Dream Chaser或X-37B一樣滑行。

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內華達山脈的Dream Chaser航天飛機

太空騎士仍面臨許多挑戰

這種車輛的設計需要意大利及其歐洲合作夥伴的許多新發展。 再一次,問題的核心是熱保護。 IXV的形狀與之前的演示者的形狀完全不同。 因此可以從中吸取的教訓是有限的。 按照美國航天飛機的方式,新的歐洲示威者必須以鼻子朝上的方式返回。

它還必須能夠在空氣動力學上進行機動。 為此,它配備了兩個安裝在後面的襟翼。 由於它不能在滑翔時降落,因此當它的速度足夠低時它必須打開降落傘。 然後IXV必須在海洋中完成它的路線才能恢復。

示威者也受到尺寸限制。 它必須能夠被放置在發射器Vega的小鼻子下面,這是ESA可用的最不強大的火箭。 因此,IXV必須特別輕巧緊湊。

IXV Demonstrator(藝術家渲染)

太空騎士的第一次示範飛行於2015年舉行

這些眾多的技術挑戰解釋了為什麼有必要等到2015年看到這個迷你航天飛機的示範飛行。 2015年2月11日,Vega發射器將IXV置於彈道軌道上。它沒有到達軌道但爬升到412公里的高度。它的速度也非常接近軌道再入的速度。這一次,它取得了成功。航天飛機的行為與計劃完全一致。通過其傳感器,它可以在飛行的所有階段收集有關其行為的有價值信息。此信息允許繼續該程序。

在這次示威飛行後的一年,歐空局發布了用於開發作戰車輛的第一筆資金。它必須能夠將有效載荷送入軌道,在那裡停留長達兩個月,然後以太空騎士的身份返回地球。這一次,主要是意大利航天局及其工業合作夥伴推動該項目。 Space Rider的設計與IXV的設計大致相似,但有一些顯著的差異。

太空騎士必須在Vega C發射器的鼻子下進行,比推動IXV的 Vega發射器強大得多,它的鼻子也更大。太空騎士超過4.40米的示威者也就不足為奇了。這將使新的歐洲航天器能夠代表一個或多個客戶承載高達800千克的有效載荷。這應該使它成為真正的多任務工具,可以開展微重力或地球觀測實驗,並可能部署小型衛星。

space rider recovery

2015年2月飛行後的IXV示威者

太空騎士的特點允許很好的適應性

在地球軌道上,太空騎士將能夠在其停留期間進行機動。上段將用作服務模塊,為航天器和太陽能電池板提供推進能力。然而,它會在重新進入之前被丟棄。

太空騎士將選擇大氣再入戰略與其示威者的再入戰略略有不同。一旦它的速度降低到足夠的程度,它將用滑翔傘而不是降落傘完成比賽。這應該使它能夠很好地控制其軌蹟的末端。它的降落看起來更像是一架水平速度很快的飛機。這種著陸方法將有助於恢復,因為與IXV不同,太空騎士將是可重複使用的。

與其發射器一樣,太空騎士將從法屬圭亞那的庫魯起飛。根據其使命的概況,可能有幾個著陸點:圭亞那,亞速爾群島或位於加勒比海的庫拉索島。除了應該在2021年左右進行的首次飛行之外,尚不清楚太空騎士在歐洲太空戰略中的重要性。根據它的首字母縮寫,它仍然是一個示威者。因此,歐空局可以在未來幾年繼續與其他航天器一起發展這一概念。

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NASA X-38滑翔傘在1999年下降

航天飛行員等航天飛機提供的各種可能性讓很多人感興趣

然而,太空騎士的角色將超過簡單的技術演示。歐洲航空安全局已經發出呼籲,要求在各種飛行期間填補航天器的航班。與X-37B不同,軍方不會擁有太空騎士的專屬權。對客戶的國籍也沒有限制。航天飛機將能夠從世界各地,機構或商業中獲得有效載荷。客戶必須共享1.2立方米的貨艙。它不是很大,但也應該可以用機械臂在軌道上進行操作。

雖然歐空局最初將控制行動,但已經設想將太空騎士私有化。它可能會在2025年左右落入阿麗亞娜空間的折疊。公司因此可以提供軌道返回服務,有機會以獨特的優惠脫穎而出。根據其規格,太空騎手應至少重複使用六次,每次飛行之間需要六個月的恢復時間。我們還不知道第一份副本是否會被其他副本加入以構成真正的艦隊。

它可能取決於第一個太空騎士的商業成功。到目前為止,該計劃的優勢在於資金非常有限,相對經濟。這可能導致發布和返回價格略高於簡單發布的價格。

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藝術家渲染的太空騎士

未來幾年對太空騎手和歐洲宇宙飛船的發展至關重要

在詢問小型航天飛機的經濟可行性問題之前,有必要等待幾年。 未來的歐洲航天器尚未通過嚴格的審查和一些測試,以準備第一次飛行,如IXV。 我們預計最早會在今年進行一些跌落測試。 必須在真實條件下驗證滑翔傘下降系統。

儘管太空騎士體積小,發射器小,但它將成為歐洲太空能力的革命。 現在全世界都在努力將高度靈活的太空飛行器發展成軌道用於軍事目的。 令人欣慰的是,歐洲走的是同一條道路,但採用民用和商業方法。 我們希望太空騎士能夠取得應有的成功。 然後我們可以夢想歐洲可以發揮這種新技能,特別是如果我們在這個等式中添加一個可重複使用的發射器,例如Ariane Next。 為什麼不想像一個具有對接能力的更大規模的太空騎士。 這樣的車輛可以從國際空間站,甚至LOP-G帶來和運載貨物。







太空骑士号航天飞机的第一次试飞计划于2020年进行

– 2017年12月5日的新闻 –

Space Rider号航天飞机将于2021年发射,这要归功于Vega C太空火箭。它将为欧洲提供一种在轨道上进行实验的完全独立的方式,让人联想到航天飞机X-37B波音。 Space Rider航天飞机将在很大程度上自动化并可重复使用几次。它的设计灵感来自2015年2月进行亚轨道飞行的实验性“IXV”(中级实验车辆)。对于欧洲而言,这是一个重大进步,因为欧洲知道如何在轨道上发送有效载荷很长一段时间,但它很难让他们回来。实验航天飞机“IXV”已经验证了对航天飞机大气返回的控制。

太空骑士将能够在低轨道上携带高达800千克的有效载荷,持续数月。它将在Kourou的Guiana航天中心发射,并将返回亚速尔群岛的SantaMaría。如果市场充满希望,它可能会被Arianespace推向市场。 Space Rider的初步设计阶段预计将于2018年完成。航天飞机将继续设计,直到2020年首次试飞。

欧空局发展其可重复使用的航天飞机,太空骑士

– 2017年7月4日新闻—

欧空局在巴黎航展上介绍了其航天飞机项目,称为太空骑士。 欧洲希望有一种方式在轨道上进行实验,然后将它们带回地球。 考虑到这一点,已经拨出3200万欧元的预算来发展这样的概念。 这笔资金归泰勒斯阿莱尼亚空间和意大利空间研究中心。

太空骑士应该是一个全自动可重复使用的航天飞机。 离波音X-37B非常近,它将能够承载800千克至1000千克的有效载荷,在400公里的高空进行低轨道运行,然后在太空数月后自动返回。 但欧洲航天飞机的尺寸要比波音飞机小得多,估计长度为4或5米。 它还将由欧洲航天局轻型火箭Vega的新版本发射。

ESA网站的图片。

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