欧洲IXV试验航天器今晚试飞!

欧洲IXV试验航天器今晚试飞!

欧洲空间局定于今晚试飞的IXV实验飞行器。图片来源:ESA

欧洲工程师正急切地期待过渡性试验飞行器(Intermediate Experimental Vehicle,缩写为IXV)定于今晚进行的再入大气层实验,这一实验将给未来的无人探测器、有翼空天飞机及可复用火箭推进器提供技术验证。

欧洲空间局的过渡试验飞行器,大小类似于一辆家用汽车,预计将于北京时间2月11日21点整,由织女星运载火箭(Vega)搭载,从南美洲东北海岸的圭亚那航天中心发射升空。

发射窗口持续时长为1小时43分钟,高达约30米的织女星火箭将推动IXV飞船进入一条弹道轨道,飞行102分钟环绕地球大半圈之后,借助降落伞精准地溅落在太平洋中。

“我们已经完成了IXV的准备工作,”欧洲空间局IXV项目负责人乔治·图米诺(Giorgio Tumino)说,“一切都运转顺利,我们已经准备好了2月11日的发射。我们的地面部门动作完美,我们的飞船也准备就绪。除非遇到天气问题,否则我们应该不会延期。”

欧洲的这架迷你航天飞机由意大利的泰雷兹阿莱尼亚宇航公司(Thales Alenia Space)制造,重量将近2吨,长约5米。IXV飞船的气动升力外形,将帮助它飞向哥伦比亚以西约4800千米、位于赤道太平洋地区的着陆地点。

图米诺说,这一任务将帮助欧洲完善从发射到空间运行、再到返回地球的全套航天系统。

“欧洲在进入太空轨道方面处于领先地位,”图米诺说,“我们的阿丽亚娜系列火箭有着悠久的历史,我们还成功发射了新的织女星运载火箭。我们相信,欧洲人在如何发射入轨方面相当擅长。我们也相信,欧洲人在太空任务的运营方面也入于世界最高水平,因为我们有ATV(空间站补给飞船),还有罗塞塔任务(彗星探测任务)。”

“我们相信,返回地球的能力确实落后一截,”图米诺说,“从入轨到在轨运行,再从轨道上返回地球,这样一个完整的能力我们还从未具备过。IXV任务的首要目标就是,我们必须在这类任务上获得经验——掌握从轨道上返回地球的能力。”

自2002年开始进入设计阶段以来,IXV任务已经花费了大约1.5亿欧元,约合10.6亿元人民币。这个数字还不包含织女星运载火箭的发射费用,这笔费用会由欧洲空间局另外支付。

意大利Nos Aries补给舰上的回收团队将从太平洋打捞IXV,运回欧洲用于分析。

欧洲IXV试验航天器今晚试飞!

IXV试飞的任务简报。飞船将由南美洲东海岸的圭亚那航天中心发射,绕飞大半个地球之后,在太平洋赤道地区再入大气层并溅落于海上。图片来源:ESA

“这项任务将证明,我们欧洲人有能力掌握再入技术。”泰雷兹阿莱尼亚宇航公司载人航天及输运项目主管罗伯托·普罗韦拉(Roberto Provera)说,“这是我们欧洲人第一次发射这种形状的航天器。这是一种升力外形,目前我们欧洲人还没有任何相关的航天经验。”

普罗韦拉说,IXV任务是欧洲航天“向前迈进的一大步”。

“我们梦想未来能够造出空天飞机,”普罗韦拉说,“研制需要花一些时间,但我认为,有了这次飞行,我们能够在这条道路上向前迈进一步。”

IXV的此次飞行完全自动控制,但300多个传感器将记录温度、压力、负荷及其他航天飞行方方面面的环境数据。

织女星四级运载火箭将把这架微缩版航天飞机加速到差一点就能进入绕地轨道的速度,在升空大约18分钟后释放IXV。

这架航天器将启动它的火箭推进器,然后滑行到距离地面约420千米的最高点,经过位于加蓬和肯尼亚的地面站上方。

“这架航天器已经通过程序预置了着陆地点,因此在与织女星运载火箭分离后,它就会飞向着陆地点。”图米诺说,“我们必须在轨道上进行主要的操作,然后让航天器本身准备好在120千米高空接触大气层。”

飞船将在发射后大约1小时落回地球大气层,利用推进器驶向太平洋中的着陆点。一旦IXV进入低层大气,那里的空气能够提供更多气动阻力,这就将启动两片后翼,控制飞船的俯仰、横滚和偏航。

IXV的推进器和飞船后翼的电动控制部件,是从阿丽亚娜5型火箭和织女星火箭上借用过来的。

“我们很大程度上是在我们的发射技术基础之上建造了这艘飞船,”图米诺说,“这非常重要,因为我们能够利用这次任务帮助开发可重复利用的发射技术。”

欧洲空间局局长吉恩-雅克·多尔丹(Jean-Jacques Dordain)将IXV任务称为一项“关键任务”,因为欧洲空间局和它的供应商正在研究可复用运载火箭。阿丽亚娜5型火箭的替代者——阿里亚娜6型火箭,仍然是一次性火箭的设计,但后续的火箭应该具备返回地球可以翻新之后重复使用的能力。

欧洲空间局的两个成员国——德国和法国,已经有工程师正在研究这一概念。

在飞往西经123度、北纬3度的溅落地点的滑翔过程中,IXV将采取一系列的制动机动来减慢速度,利用内置和GPS导航系统来瞄准着陆地点。

IXV所采用的机动动作,与航天飞机再入大气层时用来减速的动作类似。

“它必须要完成这些制动机动,”图米诺说,“并不是因为我们出于好玩或者航天器出于好玩才要完成这些动作。我们必须完成这些动作,使航天器的轨迹保持在我们的返航回廊之内。每一架航天器都必须在两个极端之间航行。一方面返回时航线不能太陡,否则就会被烧毁;另一方面,航线也不能太平,否则就会错过着陆地点。因此,我们必须调整升力和阻力,使飞船保持在这两个边界以内,使飞船真正地‘飞’向着陆地点。”

最后,IXV将展开由卓达宇航公司(Zodiac Aerospace)制造的超音速降落伞。美国航空航天局(NASA)的好奇号火星车在着陆系统中使用的降落伞,以及美国航天飞机着陆时使用的阻力伞,都是这家公司的产品。

如果织女星火箭能够按时发射的话,预计IXV将在北京时间2月11日晚22:42分前后溅落在太平洋中。

在太平洋上待命的回收小组将清除飞船上残余的有毒的联氨,将飞船吊挂在Nos Aries补给舰的甲板上,然后航行40天返回意大利热那亚的港口。

工程师将检测飞船,以评估它在飞行中的表现。IXV上传感器获得的数据也将帮助分析设计未来的再入航天器。

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正在进行发射前准备的IXV试验飞行器。图片来源:ESA

“我们将在IXV上使用大量的新技术,”普罗韦拉说,“其中最重要的,就是热防护系统,既采用了陶制材料,也使用了烧蚀材料。我们还改进了制导、导航和控制系统。除了这些技术以外,我认为最重要的一点在于,把所有这些技术全都结合到同一架试验航天器上。对于作为主要供应商的我们来说,用欧洲全新的技术建造一架飞船,这是一项真正的挑战。”

欧洲空间局成员国已经批准了后续的空天飞机计划,被简称为PRIDE(欧洲可复用在轨演示计划),预计将于这个10年结束之前发射升空。

PRIDE的大小将与IXV相当,但它会进入环绕地球的轨道,然后返回地球,在地面甚至跑道上着陆。欧洲空间局官方表示,它将类似于美军的X-37B航天飞机,只不过要更小一些,而且并非由军方控制。

“我认为,在能够建立起一套可以运作的系统之前,还有许多其他技术需要验证,比如在轨机动能力、精准着陆能力,等等。”普罗韦拉说,“我认为PRIDE将是这条道路上的另外一步,希望我们能够在3-4年内完成试飞,这样我们从IXV上学到的东西才不至于被浪费掉。”(编辑:Steed)

转载自:果壳网 阅读原文>>

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