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前言
--火箭發射方式
目前,大部份將衛星或載人太空艙、無人太空飛行器運送升空的運載火箭,都是從地面固定位置的發射場發射的。這種發射場規模大,各項後勤與輔助設施齊全,可發射多種型號的運載火箭,如美國航太總署(NASA)位於佛州的甘迺迪太空中心(KSC),即為一規模龐大的地面發射場,大家所熟知的太空梭(Space Shuttle)即是從此地發射升空。
地面發射場由於受地理環境位置等種種條件的限制,如地球重力的關係,發射場若離赤道越遠,就需增加更大的推力使火箭脫離地球,相對的會降低酬載量;反之發射場若離赤道近,發射時就可利用地球自轉時產生的離心力,將火箭「甩」出地球,省下的推力就可轉為增加酬載量。
地球近70%的面積為海洋,雖然接近赤道有不少地點可選擇,只是適合建立地面發射場需要考慮氣候、運輸、管理、安全等因素,適合的地點少之又少,難以滿足各類型太空飛行器發射的需求,於是相繼出現了從空中以飛機為載台投擲發射,及海上浮動平台發射運載火箭的方式。
空射運載火箭
現今在空射運載火箭方面,有美國的飛馬座(Pegasus)與俄國的飛行號(Flight,俄文Polyot)兩種。與地面與海上發射方式相較,空射運載火箭則具有以下三種優勢:
1.空射系統具有較高的機動性,不受地形、地理位置的限制。
2.空射系統使用費用和發射成本低,不需建立龐大的地面後勤與輔助設施,也無需花費鉅資建設週邊設施。
3.從環保方面看,空射運載火箭使用的燃料,是對環境危害相對較小的碳氫化合物。
空射運載火箭先鋒
--美國飛馬座空射型運載火箭
運載火箭自空中發射在美國已行之多年,其中已驗證此技術,並累積發射經驗者非軌道科學公司(OSC)莫屬。1986年初,OSC提出了從空中發射飛馬座運載火箭的構想。從空中發射是用飛機將運載火箭運送到高空後,再將火箭釋放,火箭在空中點火後飛向預定的軌道。
飛馬座火箭採3節式設計,全長16.9m(含長1.83m,直徑1.17m的酬載艙整流罩時),直徑1.27m,翼展6.7m,重達23130kg,總推力約97742kg(215480lb),可將1枚重達400kg左右的微型衛星至低軌道(LEO),亦可將270kg左右的衛星送入距地面720km高的極軌道(PO,Polar Orbit),最大特色是於第2節裝設有三角翼。
1990年4月5日,飛馬座火箭在NASA的NB-52B轟炸機搭載下,進行首次試射。由NB-52B搭載的飛馬座火箭,在到達13700m左右的高度時由NB-52B將其釋放,5秒後,脫離載台的飛馬座火箭此時已落下近100m,與載台間已有安全間距,此時火箭發動機再依設定的程序自動點火啟動,隨後並陸續點燃第2節及第3節的火箭發動機;9分鐘後,順利將1枚重191kg的衛星送入高度584km、傾角爲94∘的極軌道,首次試射宣告成功。
除了NASA旗下的德萊登飛行研究中心(DFRC)所支援的NB-52B轟炸機可做為其載台外,亦可選擇由馬歇爾太空飛行中心(MSFC)與OSC合作,由1架L-1011三星(Tri-Star)客機所改裝的望星者號(Stargazer)空射火箭發射載台支援。
採用此種發射方式,做為空射火箭載台的飛機可在不同地點的機場起飛,飛到任何一處的空域發射,因此不受地理位置的限制。不僅增加了發射窗口(Launch Window,即衛星或太空飛行器進入軌道的方位與角度)的機會,而且還會擴大衛星軌道傾角的範圍,在發射上具有很大的彈性。從空中發射,地面輔助設備較少,發射過程簡單,易於解決發射時的安全問題。從空中發射,載台相當於運載火箭的第1節火箭,所以能提高運載火箭本身的酬載能量,與自地面發射的運載火箭相比,酬載能量幾乎可提高1倍。由此可見,從空中發射運載火箭具有很多有利因素,也具有很大的發展潛力。
--火箭發射方式
目前,大部份將衛星或載人太空艙、無人太空飛行器運送升空的運載火箭,都是從地面固定位置的發射場發射的。這種發射場規模大,各項後勤與輔助設施齊全,可發射多種型號的運載火箭,如美國航太總署(NASA)位於佛州的甘迺迪太空中心(KSC),即為一規模龐大的地面發射場,大家所熟知的太空梭(Space Shuttle)即是從此地發射升空。
地面發射場由於受地理環境位置等種種條件的限制,如地球重力的關係,發射場若離赤道越遠,就需增加更大的推力使火箭脫離地球,相對的會降低酬載量;反之發射場若離赤道近,發射時就可利用地球自轉時產生的離心力,將火箭「甩」出地球,省下的推力就可轉為增加酬載量。
地球近70%的面積為海洋,雖然接近赤道有不少地點可選擇,只是適合建立地面發射場需要考慮氣候、運輸、管理、安全等因素,適合的地點少之又少,難以滿足各類型太空飛行器發射的需求,於是相繼出現了從空中以飛機為載台投擲發射,及海上浮動平台發射運載火箭的方式。
空射運載火箭
現今在空射運載火箭方面,有美國的飛馬座(Pegasus)與俄國的飛行號(Flight,俄文Polyot)兩種。與地面與海上發射方式相較,空射運載火箭則具有以下三種優勢:
1.空射系統具有較高的機動性,不受地形、地理位置的限制。
2.空射系統使用費用和發射成本低,不需建立龐大的地面後勤與輔助設施,也無需花費鉅資建設週邊設施。
3.從環保方面看,空射運載火箭使用的燃料,是對環境危害相對較小的碳氫化合物。
空射運載火箭先鋒
--美國飛馬座空射型運載火箭
運載火箭自空中發射在美國已行之多年,其中已驗證此技術,並累積發射經驗者非軌道科學公司(OSC)莫屬。1986年初,OSC提出了從空中發射飛馬座運載火箭的構想。從空中發射是用飛機將運載火箭運送到高空後,再將火箭釋放,火箭在空中點火後飛向預定的軌道。
飛馬座火箭採3節式設計,全長16.9m(含長1.83m,直徑1.17m的酬載艙整流罩時),直徑1.27m,翼展6.7m,重達23130kg,總推力約97742kg(215480lb),可將1枚重達400kg左右的微型衛星至低軌道(LEO),亦可將270kg左右的衛星送入距地面720km高的極軌道(PO,Polar Orbit),最大特色是於第2節裝設有三角翼。
1990年4月5日,飛馬座火箭在NASA的NB-52B轟炸機搭載下,進行首次試射。由NB-52B搭載的飛馬座火箭,在到達13700m左右的高度時由NB-52B將其釋放,5秒後,脫離載台的飛馬座火箭此時已落下近100m,與載台間已有安全間距,此時火箭發動機再依設定的程序自動點火啟動,隨後並陸續點燃第2節及第3節的火箭發動機;9分鐘後,順利將1枚重191kg的衛星送入高度584km、傾角爲94∘的極軌道,首次試射宣告成功。
除了NASA旗下的德萊登飛行研究中心(DFRC)所支援的NB-52B轟炸機可做為其載台外,亦可選擇由馬歇爾太空飛行中心(MSFC)與OSC合作,由1架L-1011三星(Tri-Star)客機所改裝的望星者號(Stargazer)空射火箭發射載台支援。
採用此種發射方式,做為空射火箭載台的飛機可在不同地點的機場起飛,飛到任何一處的空域發射,因此不受地理位置的限制。不僅增加了發射窗口(Launch Window,即衛星或太空飛行器進入軌道的方位與角度)的機會,而且還會擴大衛星軌道傾角的範圍,在發射上具有很大的彈性。從空中發射,地面輔助設備較少,發射過程簡單,易於解決發射時的安全問題。從空中發射,載台相當於運載火箭的第1節火箭,所以能提高運載火箭本身的酬載能量,與自地面發射的運載火箭相比,酬載能量幾乎可提高1倍。由此可見,從空中發射運載火箭具有很多有利因素,也具有很大的發展潛力。
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