[科普中國]-軌道轉(zhuǎn)移火箭

類型

消耗性運載火箭專為一次性使用而設(shè)計。它們通常與其有效載荷分離，并在大氣折返期間分解。相比之下，可重復使用的運載火箭被設(shè)計為完好無損地再次發(fā)射。航天飛機是運載火箭的一部分，其部件用于多軌道飛行。 SpaceX開發(fā)了一種可重復使用的火箭發(fā)射系統(tǒng)，以成功地恢復其第一階段的獵鷹9，并再次發(fā)射（2015年首次成功恢復，并于2017年3月首次重新啟動）和Falcon Heavy（首次嘗試計劃2017年）運載火箭。計劃對ITS運載火箭的所有部分進行完全可重用的VTVL設(shè)計。[2] [3]實驗技術(shù)演示運載火箭的低空飛行試驗計劃于2012年開始，計劃于2013年中期開始進行更廣泛的高空超水飛行試驗，并在每次后續(xù)的Falcon 9飛行中繼續(xù)進行。[4]盡管眾所周知，一些公司正在開發(fā)實際的發(fā)射平臺，例如西班牙的零2infinity與他們的搖滾式發(fā)射器“bloostar”，但非火箭發(fā)射的替代品正處于規(guī)劃階段。

運載火箭通常按其能夠進入軌道的質(zhì)量來分類。例如，質(zhì)子火箭可以將22,000公斤（49,000磅）提升為低地球軌道（LEO）。運載火箭的特點還在于其階段。多達五個階段的火箭已經(jīng)成功推出，并且已經(jīng)有幾款單級到軌道車輛的設(shè)計。此外，運載火箭通常配備有提供高早期推力的增壓器，通常與其他發(fā)動機燃燒。增壓器允許剩余的發(fā)動機更小，從而減少后期的燃燒質(zhì)量，以允許更大的有效載荷。

運載火箭的其他經(jīng)常報道的特點是發(fā)射國家或空間機構(gòu)，公司或聯(lián)盟制造和發(fā)射車輛。例如，歐洲航天局負責阿里安娜五號，聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟制造和發(fā)射三角洲IV和阿特拉斯五號火箭彈。許多運載火箭被認為是相同或相似名稱的車輛的歷史線的一部分;例如，Atlas V是最新的Atlas火箭。2

亞軌道亞軌道運載火箭不能將其有效載荷用于實現(xiàn)低地球軌道所需的最小水平速度，而近地點的地平線半徑小于地球的平均半徑，速度約為7800 m / s（26,000 ft / s）。 探空火箭長期以來一直用于短暫，廉價的無人空間和微重力實驗。 美國第一個人類航天計劃“水星計劃”（Project Mercury）使用紅石火箭家族的單階段衍生品，在后來的航班上發(fā)送宇航員進入軌道之前，首先發(fā)射了前兩名宇航員Alan Shephard和Gus Grissom。 目前的人造亞軌道運載火箭包括SpaceShipOne和即將推出的SpaceShipTwo等。3

軌道從地球表面發(fā)射軌道所需的δ-v大于最小軌道速度； 由于空氣動力學阻力（由彈道系數(shù)確定）以及重力損失以及需要更高海拔所需的潛在能量，至少需要9,300米/秒（31,000英尺/秒）。

最小化空氣阻力需要相當高的彈道系數(shù)，長度與直徑之比大于十。 這通常導致至少20米（66英尺）長的運載火箭。 在飛行中盡可能早地離開氣氛，由于空氣阻力大約為300米/秒（980英尺/秒）而造成的速度損失。

發(fā)射總delta-v的計算是復雜的，幾乎在所有情況下都使用數(shù)值積分; 添加多個delta-v值提供了一個悲觀的結(jié)果，因為火箭可以在一定角度推力以達到軌道，從而節(jié)省燃料，因為它可以同時獲得高度和水平速度。

相關(guān)規(guī)定根據(jù)國際法，運載火箭所有人的國籍決定哪一國家對該飛行器造成的任何損害負責。 因此，一些國家要求火箭制造商和發(fā)射機遵守具體規(guī)定，以賠償和保護可能受到飛行影響的人員和財產(chǎn)的安全。

在美國，任何不屬于業(yè)余的火箭發(fā)射，也不是“政府和政府”的火箭發(fā)射，必須得到位于華盛頓特區(qū)的聯(lián)邦航空局商業(yè)航空運輸局（FAA / AST）的批準。4