Rocket Lab成功回收助推器,实现可重复使用的3D打印火箭

航空航天能源
2020
12/02
17:10
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2020年12月2日,南极熊获悉,新西兰太空初创公司Rocket Lab在今年取得了非常成功的成绩。今年3月,它就被美国宇航局选中发射 "探路者 "登月任务。然后,它收购了卫星硬件制造商Sinclair Interplanetary,并且让Electron运载火箭获得了美国航天局的认证。现在,这家航空航天制造商已经发射了Electron火箭,将30颗小卫星部署在轨道上,同时成功完成了火箭第一级回收的首次尝试。

这次任务名为 "返回发送者",Rocket Lab在发射后将Electron第一级在降落伞系统下带回地球后,成功完成了Electron第一级的降落和回收。自成立以来,Rocket Lab的使命就是 "通过提供频繁的低地轨道发射机会,消除商业航天的障碍"。一级的回收是一个重要的里程碑,使他们有机会使Electron成为可重复使用的火箭,以增加发射频率,降低小型卫星的发射成本。

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△Rocket Lab第16次发射的Electron火箭第一级降落后被拖上回收船,图片由Rocket Lab提供

2020年11月20日,在新西兰马希亚半岛的Rocket Lab 1号发射场升空后两分半钟,在约80公里的高度,Electron的第一级和第二级按照标准任务程序分离。Electron第一级发动机关闭后,一个反应控制系统将第一级重新定向180度,使其在返回地球的过程中能够经受住高温和压力。

在第一级下降时,部署了一个小型降落伞以稳定和减速,然后在最后一公里部署了一个大型主降落伞。第一级按计划降落,Rocket Lab的回收团队把它运回生产基地,工程师将对回收的火箭进行检查,以收集数据,特别是垂管和降落伞部署系统的数据,这将有助于为未来的回收任务开发更好的发射器。

Rocket Lab创始人兼首席执行官Peter Beck说:"今天团队在回收Electron第一级方面所取得的成就并不简单。Rocket Lab的团队付出了巨大的努力,看到这些工作得到了回报,向着可重复使用的火箭迈出了重要的一步,令人激动。"

在这次任务之后,Rocket Lab回收计划的最后阶段将是用直升机捕获Electron的第一级,然后把它送回Rocket Lab生产基地进行翻新和重新发射。如果火箭实验室的回收计划成功,Electron将成为第一个也是唯一一个可重复使用的轨道级小型发射系统。

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△Rocket Lab的Electron火箭,图片由Rocket Lab提供

五年前,Rocket Lab宣布,它已经开发出世界上第一枚电池动力火箭,而且发动机几乎完全是3D打印的。这套低成本的发射系统以Electron的形式出现,卢瑟福发动机可以在24小时内3D打印出来。发动机的主要推进阀、喷油器、泵和发动机室都是通过电子束熔化3D打印出来的,发动机本身也是首创,它使用电动马达代替气体,创造出更轻巧、高效的机器。这家初创公司将3D打印用于火箭的主要部件,目前已经发射了第16次任务。
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这次 "返回发送者 "任务为TriSept、Swarm Technologies、Unseenlabs和奥克兰大学的奥克兰空间系统计划部署了卫星。这次任务使Rocket Lab发射的卫星总数达到95颗。在部署的有效载荷中,有一些卫星希望测试空间碎片脱轨的新方法,实现从空间上网,并建立一个海上监视星座。这次飞行任务中还部署了新西兰第一个由学生制造的APSS-1卫星,这个卫星目的是监测地球高层大气的电活动,以测试电离层扰动是否可能与地震有关。Rocket Lab为这个项目提供赞助,免费向奥克兰大学提供发射。

与卫星一起进入轨道的还有一个创新的质量模拟器,发射到太空是为了给新西兰奥克兰的Starship儿童医院筹款。由知名设计工作室Weta Workshop制造,这个150毫米的3D打印钛合金侏儒是由全球游戏公司Valve的亿万富翁联合创始人Gabe Newell作为慈善活动的一部分。为了向游戏玩家的聪明才智致敬,Newell安排将这个3D打印的侏儒送去,更被称为 "Gnome Chompski",以此向游戏《半条命2》中的一项成就致敬,即玩家从游戏开始就携带一个侏儒,然后将其存入发射到太空的火箭船中。

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△3D打印的Gnome Chompsk在新西兰的Rocket Lab工厂,在Electron号发射到太空前三天,为Starship儿童医院筹集资金,图片由Rocket Lab提供

在Rocket Lab网站上观看火箭发射直播的观众可以看到 "Gnome Chompski "被真实地发射到太空,这是全世界玩家都喜欢的奇观。Gnome Chompski还发挥了重要的研发功能,让Rocket Lab能够测试和鉴定新的3D打印技术,这些技术可用于未来的航天器部件。

不过侏儒Chompski在太空中的时间是有限的,因为他仍然附着在Electron的Kick Stage上,当Kick Stage在重返地球大气层后燃烧时,他将与它一起脱离轨道。然而这个小矮人的太空冒险非常成功,因为纽尔承诺,升空后24小时内,每有一个人观看发射网络直播,他就会向星船儿童医院的儿科重症监护室捐赠一美元。三天后,他的组织 "赛车之心"(THoR)宣布,发射后将向星舰基金会捐赠总计286 092美元。

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△游戏《半条命2》中的侏儒,也就是大家熟知的侏儒Chompski,终于可以乘坐火箭上太空了,图片由Rocket Lab提供

Rocket Lab的一级回收计划工作于2019年初开始,在过去18个月中进行了一系列成功的回收和硬件系统测试。3D打印火箭已经开始展现真正的潜力,Rocket Lab可能会在未来看到更多和更高成本效益的升空,并加速3D打印技术在火箭初创公司中的应用。

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编译自:3dprint




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