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設(shè)備與工具
Ravn-X航天發(fā)射無(wú)人機(jī)。 圖片來(lái)源 美國(guó)Aevum公司
綜合編譯 李 偉
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，衛(wèi)星是不可或缺的資產(chǎn)，承擔(dān)了從氣象預(yù)報(bào)、通信中繼、遙感偵察到為精確制導(dǎo)武器導(dǎo)航等多種任務(wù)，所以，衛(wèi)星成為軍事大國(guó)重點(diǎn)針對(duì)的目標(biāo)，克制衛(wèi)星的干擾設(shè)備及硬殺傷武器層出不窮。如果一國(guó)的衛(wèi)星在短時(shí)間內(nèi)被大量摧毀，前方部隊(duì)的戰(zhàn)斗力勢(shì)必被嚴(yán)重削弱，由此，如何在衛(wèi)星失效后迅速補(bǔ)充新的衛(wèi)星成為重要課題。當(dāng)前，“播種”衛(wèi)星的方案主要分兩大流派：一是使用能快速部署的固體運(yùn)載火箭發(fā)射衛(wèi)星，二是利用大氣層內(nèi)的飛行器充當(dāng)“空中發(fā)射場(chǎng)”發(fā)射衛(wèi)星。
據(jù)美國(guó)“防務(wù)博客”網(wǎng)站報(bào)道，12月初，總部位于亞拉巴馬州的美國(guó)初創(chuàng)公司Aevum在佛羅里達(dá)州一處發(fā)射場(chǎng)展示了最新的Ravn-X無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。這是一種能將不同重量和尺寸的載荷送入地球軌道的火箭發(fā)射裝置與無(wú)人機(jī)的組合體，號(hào)稱能“迅速且經(jīng)濟(jì)地”把衛(wèi)星送進(jìn)宇宙。該公司首席執(zhí)行官杰伊·斯凱拉斯表示，Ravn-X無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可以從普通機(jī)場(chǎng)跑道起飛，使用最常見的航空煤油燃料驅(qū)動(dòng)，是迄今為止最靈活高效的航天發(fā)射技術(shù)。
與用火箭發(fā)射衛(wèi)星相比，無(wú)人機(jī)實(shí)際上扮演了第一級(jí)運(yùn)載火箭的角色。根據(jù)Aevum公司的資料，Ravn-X無(wú)人機(jī)的機(jī)身長(zhǎng)約24米，翼展約18米，高約5.5米，重約25噸，大體上與一架“灣流”G550公務(wù)機(jī)相仿，是目前世界上最大的無(wú)人機(jī)航天發(fā)射系統(tǒng)。該機(jī)在機(jī)身下掛載兩級(jí)火箭，火箭可以向低地球軌道運(yùn)送100公斤至500公斤有效載荷。獲得監(jiān)管許可后，Ravn-X準(zhǔn)備在未來(lái)18個(gè)月內(nèi)投入運(yùn)營(yíng)。
新一代無(wú)人機(jī)衛(wèi)星發(fā)射系統(tǒng)的性能十分可觀。其最大飛行速度達(dá)925公里/小時(shí)，最大飛行高度超過1.8萬(wàn)米；與地面發(fā)射相比，在這個(gè)高度點(diǎn)燃火箭可以顯著節(jié)省能量，降低成本。然后，使用液態(tài)氧為燃料的火箭將帶著衛(wèi)星以2.85倍音速繼續(xù)沖刺，直到在低地球軌道釋放衛(wèi)星。整套系統(tǒng)附設(shè)Aevuem公司開發(fā)的“自主發(fā)射架構(gòu)”，能綜合參考天氣、空中交通流量、目的地、有效載荷……優(yōu)化每次發(fā)射任務(wù)。
Aevum公司稱，“Ravn-X的運(yùn)作就像商業(yè)航班一樣……從著陸到起飛的典型轉(zhuǎn)換時(shí)間大約在30到80分鐘。”該無(wú)人機(jī)還針對(duì)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)優(yōu)化了氣動(dòng)外形，每3小時(shí)即可執(zhí)行一次任務(wù)，隨時(shí)保持快速響應(yīng)狀態(tài)。完成發(fā)射后，無(wú)人機(jī)會(huì)自行降落并停進(jìn)機(jī)庫(kù)。相比之下，常規(guī)運(yùn)載火箭需要配套修建昂貴復(fù)雜的地面設(shè)施，執(zhí)行任務(wù)的平均準(zhǔn)備周期以星期計(jì)算。
Ravn-X實(shí)現(xiàn)超高頻率發(fā)射的關(guān)鍵在于無(wú)人駕駛，大大簡(jiǎn)化了地面行動(dòng)。“這個(gè)平臺(tái)可以在任何標(biāo)準(zhǔn)跑道上起飛和降落，從滑行離開機(jī)庫(kù)、起飛、降落、返回機(jī)庫(kù)，全程自主完成?！彼箘P拉斯稱。因此，全套系統(tǒng)只需要6名地面工作人員即可維持運(yùn)作。他說：“與其他發(fā)射系統(tǒng)相比，Ravn-X需要的地勤人員減少了一個(gè)數(shù)量級(jí)?！?/p>
Ravn-X的另一大優(yōu)勢(shì)在于可重復(fù)使用。根據(jù)Aevum的說法，進(jìn)入太空的運(yùn)載火箭極少被回收，但Ravn-X系統(tǒng)有70%可以二次使用，未來(lái)將進(jìn)一步提升到到95%。
Aevum不是第一家開發(fā)空中衛(wèi)星發(fā)射系統(tǒng)的公司。美國(guó)諾斯羅普·格魯門公司的“飛馬”火箭已經(jīng)投送了數(shù)十枚衛(wèi)星，Stratolaunch系統(tǒng)公司和維珍軌道公司都在研發(fā)飛機(jī)-火箭運(yùn)載組合，值得注意的是，所有其他系統(tǒng)使用的都是有人駕駛飛機(jī)。
由于無(wú)人機(jī)發(fā)射平臺(tái)的載重量較小，Aevum近期將專注于“大批量”發(fā)射微型衛(wèi)星。這樣的衛(wèi)星星座可以推動(dòng)“無(wú)處不在的無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)”之類的進(jìn)步。斯凱拉斯說，在模擬測(cè)試中，“Aevum的自主飛行軟件‘Minnie’順利完成了近640次任務(wù)”，包括成功模擬“在不到3小時(shí)內(nèi)發(fā)射包含30顆衛(wèi)星的星座”。
Ravn-X無(wú)人機(jī)及其攜帶的運(yùn)載火箭。 圖片來(lái)源 美國(guó)Aevum公司
該公司的聲明說：“美國(guó)領(lǐng)導(dǎo)層已經(jīng)明確了快速進(jìn)入低地球軌道的迫切需求。借助我們的技術(shù)，Aevum可以將產(chǎn)品的交付周期從數(shù)年縮短至數(shù)月……客戶有特殊要求時(shí)，可短至幾分鐘。這對(duì)改善地球上的生活是有益的，也是挽救生命的必要條件?！?/p>
美軍太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心的瑞安·羅斯中校表示：“小型航天發(fā)射企業(yè)作為我們的合作伙伴……支持新興需求，今天，我看到了它們的大膽創(chuàng)新和響應(yīng)能力，感到非常興奮?！痹谛?a href="http://www.hldxsj.cn/company/search.php?area=563" title="墨西哥" target="_blank">墨西哥州阿爾伯克基的Kirtland空軍基地，成立不久的美國(guó)太空部隊(duì)正與產(chǎn)業(yè)界合作，支持美國(guó)確保自身的太空優(yōu)勢(shì)。軍方和行業(yè)人士認(rèn)為，依托強(qiáng)大的工業(yè)提供快速響應(yīng)的發(fā)射能力，是美國(guó)太空部隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)潛在威脅的關(guān)鍵。
截至目前，Aevum公司已經(jīng)獲得了超過10億美元的合同，第一個(gè)任務(wù)是在2021年下半年為美國(guó)航天部隊(duì)發(fā)射敏捷小型發(fā)射作戰(zhàn)一體化衛(wèi)星（ASLON）-45。通過部署低地球軌道上的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，Aevum還將幫助五角大樓提升實(shí)時(shí)導(dǎo)彈威脅預(yù)警能力。
早在2019年11月，ATLAS太空運(yùn)營(yíng)公司和Aevum公司就宣布了二者在ASLON-45任務(wù)上的合作，稱新項(xiàng)目已經(jīng)開始營(yíng)利。不斷增強(qiáng)的合作伙伴關(guān)系進(jìn)一步拓展了ATLAS與Aevum的合作水平，接下來(lái)的9年里，后者至少會(huì)為前者執(zhí)行20次航天發(fā)射任務(wù)。
來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)客戶端
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