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8000美元发射属于自己的卫星
IOS的“管星(Tubesat)”在近地轨道

IOS的“管星(Tubesat)”在近地轨道

成立于1996年的火箭与航天器制造公司Interorbital Systems(IOS)如今已经准备实现他们于2009年设立的目标:让所有人都用得上太空资源。好吧,至少是所有能买得起摩托车的人。花上8000美元,IOS就能为你提供“管星(Tubesat)”个人卫星套装,还包发射至近地轨道哦!

在过去的十年中,质量小于1kg的人造卫星——皮米卫星所引发的关注激增。而Tubesat正是当下皮米卫星的领衔型号“立方星(Cubesat)”的一个低成本变体。 目前已有将近100个“立方星”被制造且发射(并非每次都发射成功了)。

“立方星”基本上是个10x10x10 cm的近立方体人造卫星,并可沿轴线扩展,其总质量不足1.33kg。“立方星”的基本结构约重0.4kg,故可承载0.9kg的载荷。从简单的无线电应答机到行星际任务,“立方星”被广泛运用于各个领域。尽管如此普及,“立方星”可不便宜——要组装一个“立方星”并且把它射入轨道,十万美元都打不住,这和IOS公司8000美刀的费用比起来可是一大笔钱了。

而“管星”的外径为8.94cm,内径为8.56cm,长为12.7cm,最大质量为0.75kg。由于装配有全套标准电子配件(电力设备、通讯设备以及微型计算机)的“管星”重0.5kg,故而其附加载荷的质量必须要小于0.25kg,且所占据管状空间的长度不得超过5cm,也就是说载荷体积要小于288毫升。奇怪的是,尽管它的名字可能会让我们觉得其截面是个环形,出场费要低得多的“管星”的截面实际上却是十六边形。这种设计使得它具有一个可装载太阳能电池板的平面。

装配完成后,“管星”会被发射至海拔约310千米的自减损轨道,并沿该轨道运行数周(持续时间取决于轨道的实际情况以及太空天气状况)。它们不会加入太空垃圾的丢人队伍。

“管星”以套组的形式出售。包括卫星的结构性部件、印制电路板的Gerber文件、电子元件、太阳能电池板、电池、0.5W的UHF收发机、天线、微型计算机以及必需的编程工具。有了这些部件,设计者就可以组装起一个人造卫星,仅凭手持型业余无线电接收器即可在地面对其进行监控。最简单的用法就是让它从太空中发送重复信息,或者是将其编程为一个业余无线电应答器,无线电爱好者们可以把“管星”当做中继器以互相通讯。

其他适合Tubesat的载荷与任务有:

  • 太空对地视频成像
  • 地磁场测绘
  • 人造卫星朝向检测(地平仪、陀螺仪、加速度计等)
  • 轨道环境测量(温度、压强、辐射强度等)
  • 硬件及软件在轨试验(微处理器等)
  • 从太空监控迁徙性动物
  • 测试人造卫星稳定技术
  • 生物实验
  • 太空广告
  • 太空艺术
  • 太空葬礼

由IOS公司研发并制造的“海王星”系列火箭将执行这一系列发射任务。自1999年起,“海王星”系列组合式火箭组件就开始接受各项地面及飞行测试,其中包括仍在进行的静态点火试验以及利用IOS公司的“中微子”号探空火箭进行的测试。IOS目前正在南太平洋岛国汤加王国的埃瓦岛上建造一座符合美国航天标准的发射场。

海王星30(NEPTUNE30)火箭概念图

海王星30(NEPTUNE30)火箭概念图

“海王星”系列运载火箭基于德国公司 Orbital Transport und Raketen AG在其20世纪七、八十年代的OTRAG计划中研发的发射系统设计。尽管该项目因政治压力而过早夭折,OTRAG仍提供了一个平台,使得后来的IOS能够在此基础上开发出新一代成本低廉、反应灵敏的无人航天运载工具。由于原版的OTRAG通用推进模块(CPM)被归入载人航天领域(据评估,CPM每百万次点火中可能有数次失败),载人航天计划也登上了IOS公司的日程表。

每个通用推进模块都由四个推进剂贮箱及一个采用烧蚀冷却的可节流火箭引擎组成。这种火箭引擎为可节流低推力引擎,以发烟硝酸及某种据传以松脂为主要成分的碳氢化物为推进剂。燃烧剂和氧化剂采用可贮藏自燃式设计。配合烧蚀冷却的运用,这种设计极大降低了CPM的复杂度,其构造基本上就是一根管,上面装有两个整体式贮箱、两根金属软管、一对节流阀、燃烧室还有火箭喷管。在压强的作用下,推进剂会填补贮箱内的气隙。简易的结构不仅更加安全,同时也能利用易采购的元件和当今最尖端的大规模生产技术降低制造成本。

IOS 的“中微子”号探空火箭(下面是一次试射视频)基于单个CPM设计制造,并能够就火箭发动机和自燃推进剂在飞行中的表现、在加速度极高且震动剧烈的条件下惯性测量单元和导航计算机的工作情况、数据记录和遥感系统,以及工作部回收系统提供极具价值的数据资料。

“海王星”系列组合式航天器家族中的每一个成员都是由多个CPM组合而成的。每级火箭均为3或4个CPM组成的火箭簇,相对引擎上的差速节流阀可用来控制火箭的俯仰、偏航及滚转三种姿态。火箭采用平行分级方式,外围的一圈CPM构成了火箭的第一级,第二级火箭是一个安装在外环内部的更小的CPM环,第三级火箭又装在较小的二级火箭环内。虽然外表看着有些累赘,但是“海王星”系列在入轨时的气动性能要优于航天飞机。

组合式卫星运载火箭“海王星”9号(N9)为三级火箭(平行分级),可将重70Kg的载荷送入近地极轨道。它由9个CPM组成。引擎系统可拆分为6个一级引擎、2个二级引擎和1个三级引擎,共计9个引擎。N9 是专门为发射包括“管星”及“立方星”在内的一系列皮米级卫星而设计的。

“海王星”36号(N36)同样是平行分级的三级运载火箭,中等推力,可将重1000kg的载荷送入近地极轨道,或是将重190kg的载荷加速至第二宇宙速度。它由36个CPM构成,其中包括24个一级引擎,8个二级引擎和4个三级引擎。据称,Google月球X大奖的参赛团队SYNERGY MOON就打算用N36来把他们的登陆车送抵月球。N36还会被用于将一个短期太空旅行的双人船员舱送至近地轨道。该船员舱(CM-2)目前还正在研发中。

鉴于“海王星”系列火箭拥有载人发射资格,配套的船员舱的开发工作目前也在紧锣密鼓的进行着。其中CM-6型船员舱被设计为可容纳6名乘客,包括一名机长及五名考察队员。这六名乘客的位置将模仿苏联联盟号飞船的设计,围绕位于中心的公务舱连接通道呈辐射状排列。每名乘客的舱室都有一个能见度优异的舷窗。CM-6将被安置于火箭(计划使用“海王星”4000)前部,并备有下列配件:紧急逃生系统、生命维持系统、电力系统、对接扣件、制动火箭变轨系统、姿态控制系统(ACS)、降落伞回收系统,还有尾部的隔热层。

目前,IOS正在为一次太空旅行计划搞促销,他们提供了10个“免费”机会:你借给他们25万美刀,等你从太空回来后过上两年,这笔钱就会退换到你手里。当然了,要是这事儿没成功,你的钱就算是打了水漂了。尽管如此,比起同类旅行五百万美元一张普通票的价格,这买卖可实在是划算——到现在已经有两位乘客预订了前往太空的船票。




编译自gizmag网站: Launch your own satellite for US$8000
作者: Brian Dodson
The End

发布于2012-04-28, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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