歐洲在 2013 年應對大型太空專案

歐洲航天局在新的一年裡日程滿滿,將致力於 NASA 的新型獵戶座飛船、阿麗亞娜火箭的新合同以及新型可重複使用太空飛機

倫敦 — 歐洲航天局對新的一年有一些雄心勃勃的計劃。2013 年將包括該機構最新一批宇航員的首次太空飛行、最新機器人貨運飛船阿爾伯特·愛因斯坦號的發射,以及新型火箭和航天器的開發,包括可重複使用的太空飛機以及 NASA 新型獵戶座飛船的工作。

一月和二月應該會看到新的火箭阿麗亞娜 5 中期改進型 (ME) 和阿麗亞娜 6,以及 ESA 參與 NASA獵戶座太空艙的協議和合同的簽署。ESA 正在為獵戶座飛船提供服務艙,NASA 計劃用它來運送宇航員進行未來的深空任務。  

火箭工作的截止日期是 2014 年,無人獵戶座測試飛行的截止日期是 2017 年,ESA 官員知道 2013 年將從一開始就看到大量的活動。


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獵戶座服務艙的資金已獲批准,因此現在通常的工作流程開始了。我認為 [NASA-ESA 協議簽署] 將在一月份進行。我聽說應該很早,這是今年年初要做的事情,”ESA 總幹事讓-雅克·多爾丹的發言人弗蘭科·博納奇納告訴 SPACE.com。[認識歐洲航天局(影片)]

NASA 獵戶座的動力源

ESA 將為獵戶座 2017 年的測試發射提供一個服務艙。該模組的初步設計評審 (PDR) 計劃於 2013 年 7 月進行。PDR 是航天飛行專案的一個重要里程碑,允許管理人員檢查航天器設計的進展情況。

ESA 服務艙之前的評審,即系統設計評審,發生在 2012 年 9 月,下一次重大設計評審要到 2015 年才會進行。服務艙將提供推進、航空電子裝置、熱控制和來自太陽能電池陣列的能量。它還將儲存水、氧氣和氮氣以維持生命。

ESA 的獵戶座模組是作為對國際空間站 (ISS) 運營的實物貢獻交付的,期限為 2017 年至 2020 年。預計該模組將耗資 ESA 數億美元。

歐洲的新火箭

在獵戶座工作進入正軌之前,計劃於 2013 年初開始對該機構的阿麗亞娜 5ME 和阿麗亞娜 6 火箭進行為期兩年的研究。這是為了讓 ESA 能夠在 2014 年底就其運載火箭的未來做出決定。

由阿麗亞娜空間公司運營的阿麗亞娜 5 火箭發射 ESA 任務和商業衛星。該火箭從南美洲的法屬蓋亞那發射,一次能夠發射兩艘航天器。它於 1997 年首次飛行,可以將高達 22,000 磅(10,000 公斤)的載荷送入軌道。

新的阿麗亞娜 5 版本,阿麗亞娜 5ME,已經開發多年,並計劃從 2016 年開始執行。它的高度(不包括整流罩)和重量將與其前身相同,但能夠額外發射 2,540 磅(1152 公斤)的有效載荷,地球靜止軌道的最大有效載荷為 24,640 磅(11,176 公斤)。

阿麗亞娜 5ME 將使用新的上面級和火箭發動機 Vinci,並具有更大的整流罩。如果 2014 年獲得批准,阿麗亞娜 5ME 可能會在本十年末投入使用。

然而,ESA 得出結論,它需要一種更簡單的火箭,可以更頻繁地發射,並且每次只攜帶一個有效載荷。這就是計劃中的阿麗亞娜 6,最初被稱為下一代運載火箭 (NGL)。

阿麗亞娜 6 火箭一直是眾多研究的主題,這些研究評估了僅具有固體火箭發動機或僅具有液體燃料發動機的 NGL 版本。根據博納奇納的說法,對於阿麗亞娜 6,為期兩年的研究將確定“它將具有什麼樣的形狀和配置,以及在什麼時間範圍內需要多少資金”。阿麗亞娜 5ME 和阿麗亞娜 6 都不會發射宇航員。

關於阿麗亞娜 6 的決定原定於 2012 年做出,但 ESA 預算的最大貢獻者法國和德國之間的分歧導致了妥協。法國贊成阿麗亞娜 6,而德國希望阿麗亞娜 5ME 繼續進行。

“這是德國和法國之間的一個重大妥協。他們都有各自有趣的觀點,並且找到了解決方案,”博納奇納說。“好訊息是阿麗亞娜 6 已經啟動,阿麗亞娜 5ME 也在並行進行。”

今年 4 月,ESA 預計將迎來兩個火箭里程碑。其中包括第二次發射其最新的火箭織女星,該火箭的第一級、第二級和上面級都使用固體火箭發動機。織女星火箭將發射地球觀測衛星 Proba-V。Proba-V 中的 V 代表植被,因為該衛星將監測地球的植物生命。[歐洲織女星火箭首次發射(照片)]

然後在 4 月中旬或下旬,最新版本的阿麗亞娜 5—阿麗亞娜 5 ES—計劃進行下一次發射。阿麗亞娜 5 ES 有一個上面級,其發動機可以重新點火。這使其能夠發射 ESA 的機器人自動轉移飛行器貨船。

歐洲的 ATV 航天器向國際空間站運送物資,並在需要時運送推進劑以提高空間站的軌道。計劃於 4 月發射的 ATV,名為阿爾伯特·愛因斯坦號,將是 ESA 計劃的五次前往空間站的 ATV 任務中的第四次。

衛星雲集

歐洲在 2013 年下半年的其他發射包括歐洲聯盟的星基導航系統伽利略的衛星。伽利略衛星將由俄羅斯聯盟 2 號火箭從法屬蓋亞那的聯盟號發射場發射。

同樣在 2013 年下半年由聯盟號火箭發射的還有 ESA 的蓋亞任務和 Sentinel-1A 衛星。蓋亞航天器將在月球之外執行,距離地球超過 600,000 英里(965,606 公里),其目標是建立銀河系最大、最精確的三維地圖。

Sentinel-1A 是一顆使用合成孔徑雷達的極地軌道衛星。它是全球環境與安全監測星座的首顆專用衛星,該星座是 ESA 和歐盟之間的合資企業。GMES 的 Sentinel-1B 星座的兩顆衛星預計將於 2015 年發射。

阿麗亞娜 5 號今年還將發射 Alphasat。這顆高頻寬電信衛星將提供商業服務並測試各種通訊技術,包括雷射。

歐洲的宇航員和機械臂

5 月,俄羅斯聯盟號宇宙飛船將從哈薩克的拜科努爾航天發射場發射 ESA 的義大利裔宇航員盧卡·帕爾米塔諾。帕爾米塔諾將執行為期六個月的國際空間站任務,並計劃於 11 月返回地球。

帕爾米塔諾於 2009 年 5 月入選 ESA 宇航員隊伍,成為六名候選人之一。其他五人來自法國、德國、義大利、丹麥和英國。其中,帕爾米塔諾是第一個前往空間站的人。

這位 35 歲的前義大利空軍試飛員將擔任空間站機組人員的飛行工程師。雖然阿爾伯特·愛因斯坦號和帕爾米塔諾將在 2013 年前往軌道實驗室,但空間站的新型機械臂很可能會推遲到 2014 年。

空間站的新型歐洲機械臂 (ERA) 將在質子火箭上從拜科努爾航天發射場發射,ESA 的 ERA 將連線到俄羅斯的多用途實驗室模組。

該機械臂由兩個末端執行器、兩個腕部、兩個肢體和一個肘關節以及電子裝置和攝像頭組成。兩個末端執行器都可以充當手或操作的底座。ERA 將用於空間站俄羅斯艙段的組裝和維護,其紅外攝像頭將使其能夠對空間站外部進行檢查。

該機械臂還可以像高空作業平臺起重機一樣運送宇航員,從一個外部位置到另一個外部位置。這節省了太空行走活動的時間和精力。ERA 還與新的俄羅斯氣閘相容,因此它可以快速地在空間站內部和太空真空之間傳輸小型有效載荷。這也將減少機組人員的太空行走準備時間,並允許 ERA 與空間站外的宇航員一起工作。

太空飛機正在開發中

與 ERA 一樣,ESA 的太空飛機原型機,即中間試驗飛行器 (IXV),原定於 2013 年發射。現在它將在 2014 年在 ESA 的織女星火箭上飛行。IXV 飛行器旨在測試亞軌道飛行期間的再入技術,該飛行器將從法屬蓋亞那發射,並使用降落傘在太平洋濺落。

ESA 現在已批准為 IXV 可能的後續專案創新空間飛行器 (ISV) 提供資金,該專案屬於歐洲可重複使用在軌演示器計劃。

ISV 將成為歐洲民用版本的美國空軍無人 X-37B 軌道測試飛行器,這是一種機器人微型太空梭,自 2010 年以來已飛行三次任務。然而,無人歐洲太空飛機將比空軍飛行器小得多。

IXV 專案經理喬治·圖米諾告訴 SPACE.com:“我們沒有得到我們要求的一切,但足以繼續前進並保持計劃。”

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