第15艘天鹅座飞船开启第14次太空快运,顺便送去2300万美元太空马桶

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今天上午,美国军火巨头诺·格释出今年第二艘天鹅座货运飞船,上演第14次太空骑鹅旅行记,这是今年全球第6艘飞抵国际空间站的货运飞船。
发射速览
发射时间:美国东部时间10月2日21:16,北京时间10月3日9:16
发射地点:弗吉尼亚州瓦勒普斯岛中大西洋区域发射港0A发射台
运载火箭:安塔瑞斯230升级版火箭(Antares 230+)
发射商:美国军火巨头诺斯罗普·格鲁曼公司
发射任务:天鹅座飞船第14次太空快运(NG-14)
客户:美国宇航局NASA
主要看点:
安塔瑞斯230升级版火箭(Antares 230+)第三次发射
第15艘天鹅座飞船执行第14次太空货运
一款造价2300万美元的太空马桶运往国际空间站
纪念首位印度裔美国宇航员卡帕娜·乔拉
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发射过程
原定前一天的这次发射,结果在倒计时T-2:21叫停,因地面支援设备数据异常而发射中止。这是继ULA叫停德尔塔4重型、SpaceX中止猎鹰9号复用火箭之后,美国连续第三次临场发射流产。
这次发射窗口只有短短5分钟,这是由发射任务决定的。天鹅座飞船与国际空间站实现精确对接,对发射时点要求高,否则就会错过轨道会合时间。
美国东部时间10月2日21:16(北京时间10月3日9:16),美国军火巨头诺斯罗普·格鲁曼旗下第三枚箭高42.5米的安塔瑞斯230升级版火箭发射升空。
两台俄制RD-181发动机产生392吨推力,向东南方向飞行。随后火箭达到超音速。升空将近3.5分钟后,两台发动机关闭。紧接着一二级火箭分离操作,抛弃整流罩。当火箭升空4.2分钟后,启动二级固体燃料发动机卡斯托30XL,此时飞行速度高达3600米/秒。
升空9分钟后,二级火箭插入既定轨道(191×283公里),此时飞行速度超过7500米/秒,释放7.5吨天鹅座飞船。至此,部署任务顺利完成。
发射几小时后,天鹅座飞船展开两侧扇形太阳能阵列,第三天飞抵400多公里高度的国际空间站。预计北京时间10月5日傍晚时分,开始由加拿大智能机械臂擒获天鹅座,然后对接空间站团结号舱段。
届时,国际空间站NASA宇航员迎来今年第二艘天鹅座货运飞船,接收3.5吨物资。这艘天鹅座飞船在空间站停泊至12月16日,自由飞行两周之后,12月30日重返大气层,在南太平洋上空最终燃烧自己,照耀世间,结束92天的太空使命。
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第三枚安塔瑞斯230+
这次太空快运采用安塔瑞斯230升级版火箭(Antares 230+),这是发射商第三次使用这款火箭(首次使用2019年11月2日、第二次使用今年2月16日),属于以前运载火箭安塔瑞斯230的升级版。
安塔瑞斯230+最大改进:加固了第一级箭体结构,不必再像之前安塔瑞斯230型火箭达到MaxQ(最大空气动压值)时必须减速,以免箭体无法承受受阻压力。这样一来,火箭可以100%全速推进,直至最大加速度(超过5G,之前版本4G多点)。
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安塔瑞斯230+火箭(Antares 230+,也叫心宿二230增强型火箭),属于一款中型运载火箭。运力可比德尔塔2型、阿特拉斯3型火箭。
箭高42.5米,直径3.9米。采用两级火箭模式:第一级使用液体燃料(精炼煤油RP-1 + 液态氧LOX),两台俄罗斯RD-181发动机;第二级使用固体燃料(端羟基聚丁二烯HTPB),单台卡斯托发动机(Castor 30XL)。
这是一款专门为发射天鹅座飞船打造的一次性火箭,近地轨道最大运力8吨。每次发射价8500万美元。
这次发射属于安塔瑞斯系列火箭总计第13次飞行、安塔瑞斯230火箭总计第8次飞行、安塔瑞斯230+第三次飞行,也是诺斯罗普·格鲁曼作为火箭发射商今年第三次发射。
顺便说一下,安塔瑞斯系列火箭共有三种款式:100、200、230。前两款现已退役,现役只剩230(230+)。
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第15艘飞船的第14次骑鹅旅行记
这次发射地点位于美国弗吉尼亚州瓦勒普斯岛0A发射台,这是天鹅座飞船通往国际空间站的专属发射台。隶属于瓦洛普斯太空飞行中心,由NASA负责运营,但不属于NASA十大机构之一,规模、规格都不够。
这次任务是为国际空间站发快递,具体来说是为NASA发送太空快递。这是第15艘天鹅座货运补给飞船,也被称为第14次太空骑鹅旅行记。NG-14即执行第14次商业补给任务。由于2014年10月28日第3艘天鹅座发射升空6秒后火箭爆炸,导致补给任务失败,使得第4艘天鹅座补发第3次任务,以此类推。
天鹅座飞船是NASA发包商业补给服务项目(全称Commercial Resupply Services,简称CRS)两大承包商之一,另一家就是SpaceX(旗下货运龙飞船,现已承运19次)。2021年内华达山脉公司(旗下逐梦者太空飞船)开始加入承运队列。
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天鹅座飞船现已承运14次,前11次属于CRS一期承运合同(CRS 1),这次任务属于CRS二期承运合同(CRS 2)第三飞,二期合同承运6次。
比照一下:SpaceX货运龙飞船现已承运20次;二期承运合同需要承运6次(2020~2024年)。第二代货运龙飞船目前瞄准11月15日发射,为国际空间站提供第21次货运补给任务。
内华达山脉公司逐梦者太空飞船,从2021年起承运,共计6次。
按照快递运力(加压+非加压有效载荷)比较:逐梦者飞船5.5吨最大,天鹅座飞船3.6吨次之,第一代货运龙飞船3.3吨最小。
按照可重复使用比较:货运龙飞船、逐梦者飞船能够多次复用;天鹅座飞船属于一次性飞船,不可复用。
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向首位印度裔美国宇航员致敬
按照惯例,发射商诺斯罗普·格鲁曼都会以已故的美国宇航员或者宇航届重要官员名字,为每一艘天鹅座飞船命名。
第13艘天鹅座飞船被命名为Alan Bean,纪念第4位登月宇航员艾伦·宾。第14艘天鹅座飞船被命名为劳伦斯号,以纪念首位入选美国太空计划的非裔美国宇航员小罗伯特·H·劳伦斯。
执行这次任务的第15艘天鹅座飞船被命名为K.C.,以纪念首位印度裔美国宇航员卡帕娜·乔拉(Kalpana Chawla)。生于印度的卡帕娜·乔拉(1962年3月17日~2003年2月1日)是首位进入太空的印度裔美国女性,也是第一位两次进入太空的印度人,1997年、2003年两度搭乘哥伦比亚号航天飞机。不幸的是,2003年2月1日哥伦比亚号重返地球时解体,身为7名宇航员之一的她未能幸免于难。
身后,乔拉被追授为美国国会太空荣誉勋章,甚至一些街道、大学、机构都以她的名字命名。在她的祖国印度还被视为民族英雄。
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3.5吨太空包裹有啥新奇特?
这次天鹅座飞船发射质量7.5吨,装载超过3.5吨货物,飞往国际空间站。看看都有哪些新奇特的宝贝——
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●新款太空马桶(UWMS):这款马桶比目前国际空间站上的马桶小65%、轻40%。当打开盖时,马桶会自动启动气流控制系统,会有效抑制异味散发。并且符合人体工程学设计,更能节省空间,更好适应女宇航员使用。为此,NASA为此花费2300万美元研制了这款新的太空马桶。
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●飞船火灾实验(SAFFIRE):深入了解太空中的火灾,以及在微重力环境中不同材料如何蔓延火焰,对未来航天器发展有着深远影响。这项研究由位于俄亥俄州克利夫兰的美国宇航局格伦研究中心提供,试图在微重力环境下安全检查燃烧过程、烟雾状态、火焰蔓延。这次太空快递是该研究第5次实验项目。
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这次任务是今年全球第6艘飞抵国际空间站的货运飞船,之前先后发射过天鹅座飞船NG-13、货运龙飞船CRS-20、进步号飞船MS-14、HTV-9、进步号飞船MS-15。接下来本年度还将继续发射货运龙飞船CRS-21、进步号飞船MS-16。
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此次发射刷新数据
第15艘天鹅座飞船执行第14次太空快运(NG-14)
今年全球第6艘国际空间站货运补给飞船
诺斯罗普·格鲁曼今年第三发
安塔瑞斯系列火箭总计第13次发射
安塔瑞斯230火箭总计第8次发射
安塔瑞斯230+火箭总计第3次发射
美国今年第28次航天发射
截至北京时间10月3日,全球今年总计航天发射77次:中国29发(4发失败)、美国28发(3发失败)、俄罗斯10发、欧盟4发、日本3发、伊朗2发(1发失败)、以色列1发。