全球最強大火箭誕生在意大利,性能提升75%,有效載荷達2200公斤

如今的太空競賽比以往任何時候都更激烈,各國政府相互競爭,而私營部門則在利潤豐厚的衛星發射市場跑馬圈地。在歐洲,意大利航天公司AVIO的新型Vega C火箭希望成為最快、最全能的火箭,用於發射重型通訊衛星和微型衛星等一系列任務——Vega C定於2019年進行首次飛行。

全球最強大火箭誕生在意大利,性能提升75%,有效載荷達2200公斤

亞利安5號火箭(Ariane 5)助推器的內部,這是在AVIO公司科萊費羅工廠製造的火箭發動機。照片中展示的是,在加註固體燃料之前,工作人員準備為其噴塗抗熱保護層。

Vega C基於法國亞利安太空公司(Arianespace)從2012年開始使用的Vega運載火箭製造,它使用了7,000千米長的碳纖維,以保持組件的輕巧靈活。Vega C當中的“C”代表著“通用”(common),因為該技術將被一系列其他發射載具所應用,包括歐洲航天局的亞利安6號火箭(Ariane 6)。

Vega C從2015年開始研發,它配備了升級後的發動機、航空電子系統和材料。AVIO工程技術和產品開發負責人保羅·貝洛米(Paolo Bellomi)指出,有了這些升級,發射載具的性能將提升75%,有效載荷也將從1,500公斤增加到2,200公斤。

Vega C的原型機正在意大利的科萊費羅建造,與P120C發動機在同一工廠。P120C長11.7米,直徑3.5米,是世界上最大的單體碳纖維固體燃料發動機。它用掉了3,500千米長的碳纖維,花了33天進行纏繞,才製造出25釐米厚的發動機腔壁。

車間溫度被穩定在21攝氏度,以保持樹脂浸漬纖維(稱為“預浸材料”)在纏繞到芯軸時,具有完美的延展性——芯軸是在複合材料固化時,為發動機定型的臨時框架。建成後,發射載具將能加註143噸的固體燃料,併產生平均4,500千牛的推力。

火箭第二級是Z40發動機,它長7.6米,直徑2.3米,今年3月8日已經在撒丁島成功完成了測試。Z40——以及第三級的Z9——也是由碳纖維絲製成的。

火箭的最後一級是AVUM+(姿態與微調上面級模塊),它是唯一由鋁製成的組件,而且使用的是液體燃料。該模塊中內置了一臺中央計算機,用於控制航天器和有效載荷(可以是一顆大型衛星,也可以是多顆微型衛星)。目前,AVIO還在開發一種分配器原型,它可以把有效載荷中的多顆微型衛星發射到各自軌道上。

完成最後的檢查後,Vega C將被運往位於法屬圭亞那城市庫魯的圭亞那太空中心——該中心隸屬於法國國家空間研究中心和歐洲航天局——然後被髮射到太空。

全球最強大火箭誕生在意大利,性能提升75%,有效載荷達2200公斤

AVUM+內部俯瞰視圖。四個銀色的大罐中存放著AVUM推進模塊的液體燃料。與之前的型號相比,新的燃料罐更大,能加註更多推進劑。

全球最強大火箭誕生在意大利,性能提升75%,有效載荷達2200公斤

從左到右分別是Z9、Z23和Z40。背景中是藍色的裝配塔,火箭的各級就是在那裡進行組裝,然後運送出去。

全球最強大火箭誕生在意大利,性能提升75%,有效載荷達2200公斤

AVIO工程師用手檢查P120C的表面,查看碳纖維纏繞是否對齊。有50多名工程師在羅馬郊外的科萊費羅工廠工作,其他人則駐在AVIO的歐洲研究合作伙伴那裡。

全球最強大火箭誕生在意大利,性能提升75%,有效載荷達2200公斤

纏繞碳纖維之前的Z9火箭級。Z9是一款長期服役的發動機,曾安裝在第一枚Vega火箭上,現在又用於Vega C。Vege E火箭定於2024年發射升空。

全球最強大火箭誕生在意大利,性能提升75%,有效載荷達2200公斤

Vega火箭的三個級間環之一,它負責把火箭各級連在一起(照片中連接的是第二級和第三級)。另一個級間環把火箭第一級與發射臺連接了起來。在火箭飛行過程中,一旦發動機的燃料燃燒殆盡,它所在的火箭級就會被彈射出去。

翻譯:何無魚

校對:Lily

造就:劇院式的線下演講平臺,發現最有創造力的思想


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