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數十顆衛星加入了VEGA運載火箭「共享發射」計劃

在歐洲航天局(ESA)輕型衛星發射機會倡議下,ESA計劃在織女星(Vega)運載火箭上使用多功能小衛星任務分配器完成搭載發射任務,該任務計劃部署多顆500公斤以下的小衛星。

來源:ESA

2019年秋季,歐洲的織女星Vega運載火箭將同時發射40多個衛星,這要歸功於設在Vega上面級的創新模塊化 -「樂高式」分配器。

到目前為止,最小型的衛星類別,最小直到微小的立方體衛星(CubeSats,由邊長為10厘米的模塊盒構建而成),通常都是通過「背負式運載」的方式搭載至軌道上。當單個大型衛星發射時,小型衛星必須利用運載火箭上任何的剩餘容量,這意味著小型衛星的整體發射機會是有限的。

歐洲航天局(ESA)Vega開發項目負責人喬治?圖米諾(Giorgio Tumino)評論道:「新的Vega小型航天器任務服務(Small Spacecraft Mission Service,SSMS)將這種模式轉變為「共享發射」模式,多個小型衛星一起發射,通過經濟艙機票分攤發射成本」。

2019年5月22日,Vega小型航天器任務服務(SSMS)分配器在法國圖盧茲的宇航環境工程試驗中心(Intespace)進行振動測試

來源:ESA - M. Pedoussaut

「我們開發的這種新型SSMS分配器能夠將質量從1千克到400千克不等的不同衛星組合在一起,這也是對近幾年來呈指數增長的小型和微型衛星任務市場的一種回應。」

Vega運載火箭SSMS分配器的首次「概念驗證」飛行將於今年9月進行,機上共有41顆獨立衛星:7顆小型衛星和35顆立方體衛星。其中包括三顆ESA的立方體衛星,分別是:研究地球輻射收支的辛巴(SIMBA)號任務立方體衛星,測量臭氧的畢加索 (Picasso )號任務立方體衛星和研究人工智慧在地球觀測中的應用的菲薩特( PhiSat)號任務立方體衛星。

Giorgio 補充道:「一旦更強大的Vega-C運載火箭開始運行,計劃在2020年開始定期後續SSMS飛行計劃。這將在一個更大的發射整流罩內提供額外700公斤的容量以及更大的擴容,同時發射成本與之前的Vega運載火箭相同。因此,我們將能夠以每公斤顯著更低的成本,在每次SSMS發射中搭載更多衛星。」

SSMS分配器被設計成儘可能具有市場響應能力,能夠容納任何類型組合的衛星,從傳統的以大型衛星為主附帶幾個小型衛星轉變為多顆小型衛星或數十顆單獨的立方體衛星。

SSMS模塊部件

來源:ESA

Giorgio表示:「實現多個小型和微型衛星共享發射的靈感來自ESA的一項研究。SSMS基本上由不同的模塊部件組成,概括包括中心柱、三角或六角柱體、支撐平台、可調桿和隔板。這些部件可以根據需要組合在一起,就像樂高積木一樣。」

這是ESA的第一個運載火箭在歐洲實現將多個載荷集成,簡化了小型衛星公司所需的成本和工作量。搭載衛星由製造商捷克共和國的SAB航空航天公司安裝在SSMS的下面級部分,頂級衛星將於發射前在法屬蓋亞那庫魯航天中心進行安裝。

Vega運載火箭發射

來源:ESA - S. Corvaja

此次首飛將把所有衛星送往550公里高度的同一個「太陽同步軌道」上,使衛星保持與太陽同步,以獲得最佳的地球觀測條件。但在未來,Vega運載火箭可以通過每次SSMS發射將衛星送入三個不同的軌道。

一旦達到目標軌道,由Vega運載火箭姿態與微調上面級模塊(AVUM)上的航空電子系統控制的SSMS將協調部署搭載的衛星,並在每次分離之間精心規劃延遲。在幾分鐘內,所有搭載衛星將被順利地用彈簧推開。

來源:BISA

部署完成後,AVUM將自行脫離軌道,並脫離其SSMS分配器,以遵照嚴格的國際空間碎片規定管理近地軌道。

自2012年以來,Vega運載火箭一直在運行。它採用三級式固體火箭加末端修正級液體火箭構型(AVUM)上面級採用可重新點燃的液體燃料。其SSMS分配器只是目前一系列研發中的一種,使Vega運載火箭能夠滿足市場的全部需求。

「我們的目標是實現以經濟實惠的方式發射所有衛星,小到1公斤重的立方體衛星,大到2.3噸重的衛星。在這過程中,Vega運載火箭升級計劃(Vega Evolution programme)還將實現更大的容量。」

Vega-C運載火箭

來源:ESA–Jacky Huart, 2017

「除了適用於小型有效載荷的SSMS,我們還有適用於雙中型有效載荷的Vespa適配器,以及用於單個大型有效載荷的基準Vampire適配器。可重複使用的太空騎士系統(Space Rider system)也正在開發中,用於將有效載荷帶回地球。正在研發的還有金星電力推進模塊,根據定義,它可以執行更高軌道的任務。」

Vega的14次發射中有14次均成功,這個完美的安全記錄及大地增強了它的競爭力。Giorgio表示:「ESA和我們的主要承包商-義大利航天公司Avio,以及我們所有的合作夥伴公司都在為提供成功的產品而不斷努力。」

Vega有效載荷運載器和太空騎士

來源:ESA

「ESA在歐洲航天研究所(ESRIN)的核心Vega綜合方案小組從各種渠道汲取專業知識,並與ESA技術質量和工程理事和運營部門、義大利航天局(ASI)和法國航天局(CNES)密切合作。與歐洲所有最好的競爭者共同協作是我們迄今為止取得成功的一個重要原因。」

火箭是所有太空相關活動的骨幹。ESA正在與工業界合作開發下一代太空運輸工具,包括Ariane 6、Vega-C和Space Rider。在即將舉辦的Space19 理事會歐洲空間部長會議,ESA將提出進一步推動這些項目的建議,並為歐洲共同努力建議建立一個強大的太空運輸經濟提出新想法。本周,讓我們來看看ESA為確保歐洲實現連續自主進入太空正在做些什麼。請通過標籤#RocketWeek加入在線討論。

參考

https://www.esa.int/Our_Activities/Space_Engineering_Technology/Dozens_of_satellites_joining_Vega_s_ride-share_to_space

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