萤火虫航天首飞阿尔法运载火箭以失败告终

by 米希尔·尼尔

Firefly Aerospace 在其小型卫星运载火箭 Alpha 的首次轨道飞行中遭遇失败。此次发射被命名为 FLTA001,从位于加利福尼亚州范登堡太空部队基地的 2 号太空发射中心西发射,然后在第一阶段飞行中爆炸。

Firefly 的目标是成为继 Orbital ATK 的 Pegasus(后被诺斯罗普格鲁曼公司收购)、SpaceX 的 Falcon 1、Rocket Lab 的 Electron 和 Virgin Orbit 的 LauncherOne 之后,第五家开发和将私人资助的火箭送入轨道的公司。

萤火虫的阿尔法火箭

Α 是一种两级小型卫星运载火箭,旨在将 1000 公斤运载到近地轨道,或将 630 公斤以上运载到地球观测卫星经常使用的太阳同步轨道。

它高 29 米,直径 1.8 米,第一级由 4 台 Reaver 1 发动机提供动力,以 RP-1 煤油和液氧为燃料。第一级的总推力为 736.1 kN,比冲为 295.6 秒。

萤火虫团队于 8 月 19 日对其第一级发动机进行了 15 秒的静态点火测试,为轨道飞行尝试铺平了道路。

第二级由单个真空优化的 Lightning 1 发动机提供动力。它还使用 RP-1 和液氧运行,推力为 70.1 kN,Isp 为 322 秒。这两款发动机均由 Firefly 全面开发和制造。

Α 是使用碳纤维复合材料制造的——就像 Rocket Lab 的 Electron 一样——以尽可能提高质量效率。

虽然 Alpha 是从范登堡发射的,但它也可以从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队站的萤火虫太空发射中心 20 发射。 Alpha 的广告价格为 1500 万美元,用于专门的任务。

有效载荷

Α 的首次发射在 Firefly 的专用研究和教育加速器任务 (DREAM) 下承载了各种学术和教育有效载荷。在这次任务中进行了一场免费托管有效载荷的全球竞争,选定的有效载荷包括各种技术和非技术有效载荷。

技术有效载荷包括来自普渡大学、夏威夷科技博物馆和西班牙 FOSSA Systems 的 CubeSats,以及Teachers in Space, Inc、Libre Space Foundation 和 AMSAT-EA 等非营利组织。

普渡大学与 Cal Poly CubeSat Lab 和 NASA 一起开发了 Spinnaker-3,这是一种 18 平方米的拖帆,用于帮助 Alpha 的第二级在部署其有效载荷后快速脱离轨道。

Libre Space Foundation 的有效载荷是一个名为 PicoBus 的 PocketQube 分配器。 “PocketQube”是一颗比 CubeSats 还要小的卫星,体积为 125 平方厘米,最大重量为 250 克。 PicoBus 分配器最多可以部署八个 1P 大小的 PocketQube。在这次任务中,分配器将部署 6 颗 PocketQube,其中两颗是自由空间基金会自己的测试卫星。

分配器上的两个 PocketQubes 是由 FOSSA Systems 开发的 FossaSat-1b (1P) 和 FossaSat-2 (2P)。 FossaSat-1b 是 FossaSat-1 的升级版本,它是在火箭实验室的“用尽手指”任务中发射的。 FossaSat-2 拥有多种仪器,将用于地球观测。

AMSAT-EA——与马德里欧洲大学和高等工程技术学院的学生合作开发——还建造了两个名为 GENESIS-L 和 GENESIS-N 的 PocketQube。这些卫星允许远程用户之间重新传输莫尔斯电码,并将发出 20 条不同的莫尔斯电码信息,并以西班牙语和英语问候。它们还配备了由 Applied Ion Systems 开发的名为 Micro Pulsed Plasma Thruster 的实验性推进系统。

夏威夷科技博物馆的立方体卫星,名为 HIAPO,将成为夏威夷第一颗维持绕地球延伸轨道的卫星,它是否成功。该卫星配备了磁力计来研究地球的磁场。博物馆计划定期向夏威夷的学校提供​​ HIAPO 的最新信息,以激发学生对 STEM 的兴趣,并向学生开放空间和空间技术。

发射前 SLC-2W 的 Alpha 垂直——通过迈克尔·贝勒 (Michael Baylor) 为 NSF

太空中的教师被命名为 Serenity。它基于 Raspberry Pi,带有两个盖革计数器来测量和检测放射性活动。其中一个盖革计数器覆盖有纤维布,以测试其作为辐射屏蔽的有效性。该 CubeSat 上的其他有效载荷包括区块链实验,用于测试卫星与其地面站的通信能力。

除了 DREAM 有效载荷外,还有 Benchmark Space Systems 的一颗商业卫星。该有效载荷名为 BSS-1,是基于 3U-FastBus 卫星总线的技术演示器 CubeSat。

这辆卫星巴士上装有 Benchmark 最小的暖气推进系统 Starling。它设计用于各种尺寸的立方体卫星,能够提供 0.01 到 1 牛顿的推力水平,并具有公司的按需加压系统 (ODPS),可在需要执行机动之前对推进系统加压,使卫星及其推进系统在集成和发射过程中更安全。

在 Alpha 的处女航中还有非技术有效载荷飞行,包括 DNA 样本、一本书、照片、个人物品和其他随机物品。

任务简介

在发布当天,团队在发布前 8 小时内进行了最后的测试台检查。完成后,团队为 Alpha 通电,执行传感器检查,并在 T – 6 小时开始加载用于加压的氦气。在 T – 5 小时 15 分钟时,RP-1 被装载到火箭中,随后在 T – 3 小时 40 分钟开始液氧。

将所有推进剂装上火箭后,阿尔法在 T 到 20 分钟时进入终端计数。在 T – 2 秒时,火箭上的计算机命令第一级的 4 个 Reaver 发动机点火。在 T – 0 时,下压夹具松开,火箭升空,朝着 138 度倾斜轨道前进。

根据正常的飞行剖面,T + 1 分 7 秒是火箭达到 1 马赫的时间点——这意味着它已经超过了音速,然后在 9 秒后经历了 Max Q。最大空气动力压力或 Max Q 是运载火箭上的大气载荷最大时的点。

然而,在循环中似乎是很晚的“超音速”呼叫之后,车辆跨度失控并爆炸了。

如果任务按计划进行,第一级发动机将在 T + 2 分 47 秒关闭,然后第二级分离并点燃真空优化的闪电发动机,将有效载荷送入轨道。

在 T + 3 分 13 秒时,整流罩会分离,将有效载荷暴露在太空真空中。在 T + 8 分 46 秒时,第二级发动机将在级和有效载荷进入轨道时关闭。 SECO 后 5 分 27 秒,除普渡大学的 Spinnaker-3 外,有效载荷将被部署。

40 分钟后,Alpha 的第二级将进行两秒钟的燃烧,以展示闪电 1 号发动机的在轨重新点燃能力。 Spinnaker-3 将部署,将第二阶段的离轨时间从 25 天减少到 15 天。

这些后一个里程碑将成为第二次尝试的目标,可能在今年年底之前实现。

(Michael Baylor 为 NSF 提供的主要照片)

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