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美私企攻占小型火箭市场,单价500万美元每周一发

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Electron火箭

近年来,一批美国私营航天企业在火箭回收复用和新型发动机研发等领域取得突破,凭借成本和技术优势迅速抢占国际发射市场份额,给中俄等航天大国带来了不小的压力。除了SpaceX、Blue Origin等知名大公司外,一些小公司也做出了不错的成果,火箭实验室(Rocket Lab)公司就是其中的代表之一。

Rocket Lab成立于2006年,总部设在美国加利福尼亚州,在新西兰拥有一个子公司和发射场。凭借硅谷和新西兰风投资金支持,该公司只用了不到1亿美元就完成了电子号(Electron)火箭的设计鉴定工作。

2017年5月25日,Electron火箭首飞成功进入太空,但因第三方承包商的一个小失误而未能按计划进入轨道。不过,这次失利没有影响Rocket Lab的进度,公司承诺如果第二次发射成功就跳过第三次试飞,直接转入商业飞行。

2018年1月21日,Electron火箭第二次发射圆满成功,搭载的三颗小卫星(两颗美国斯派尔公司制造及运营的“狐猴-2”气象卫星,一颗美国星球公司研制的地球成像卫星)顺利入轨。这枚火箭被命名为“仍在测试”(Still Testing),颇具新西兰原生态风格。

说到风格,不得不提一下Rocket Lab的创始人及CEO兼CTO彼得·贝克(Peter Beck)。1999年,18岁的新西兰小伙Beck在自家后院的棚里搭了一个实验室,开始研发火箭发动机并自制推进剂。

初步测试成功后,Beck将一个发动机绑在自行车后面,并骑在上面以俯卧的姿势达到了90英里(145公里)的时速,体验了一把人操火箭。事后表示,“这个星球上还没几个人把腿放到火箭上,这真是一种非常棒的感觉。”

其实,Still Testing这个名字在在“火箭人”(Rocket Man)的圈子里也不算离谱。还记得的spaceX公司Falcon 9火箭首次海上成功回收的那次发射吗?马斯克(Musk)给当时的回收平台取名为“当然我还爱你”(Of Course I Still Love You)。资本主义航天就是这么不严肃。

与SpaceX开发可复用大型火箭不同,Rocket Lab采用新技术制造低成本小型火箭,为微小卫星提供高频度的专门发射服务。目前,Electron火箭的单次发射收费为490万美元,明显低于其它现役火箭。

Electron

从数据上看,Electron火箭长17米,直径1.2米,发射重量10.5吨,500公里太阳同步轨道载荷150-225公斤,载荷比超过市场上大多数小型运载火箭。

Electron火箭的主要技术创新在碳纤维复合材料储箱和3D打印发动机。其中,碳纤维复合材料壳体是首次应用于液体燃料火箭(虽然储箱比较小),不仅可以减轻火箭的死重,还能显著提高设计和制造速度。

Electron火箭采用的“拉瑟福德”液氧/煤油发动机也很有特色。这种全新的电驱动循环发动机单台推力约20千牛,依靠无刷直流电机和高性能锂聚合物电池来驱动推进剂泵,主要部件均采用3D打印制造。其燃料利用率高达95%,与现代化大型运载火箭和洲际导弹效率相当。

Electron火箭第一级采用9台“拉瑟福德”,第二级采用单台真空型“拉瑟福德”发动机。利用瑞典公司提供的电子束熔融(EBM)技术,Rocket Lab用6台打印机一天就能制造一台“拉瑟福德”发动机。

除了造火箭的效率高,Rocket Lab还利用新西兰附近航线少、航空管制影响小的优势规划高密度发射。近期的计划是一年发射12次,两三年后可以每周一射。另外,该公司在美国佛罗里达和阿拉斯加还有两个发射场。只要有订单,每年能进行上百次发射。

rocketman

鉴于运载火箭技术本就是从洲际导弹科技树上分出来的杈,Electron火箭稍加改进就是一款不错的中程弹道导弹。不仅技术上比“飞毛腿”(Scud)的徒子徒孙先进不少,相较于“标准-3 Block 2A”两千万美元一枚的造价而言也很有吸引力。

北纬40°作者赐稿 文 | 深空探索

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