第四次发射:多星搭载、夜间发射、向民间主导转型的三大变化

以我国自主技术研制的韩国型运载火箭“世界号”将再次挑战新的里程碑。


韩国航空宇宙研究院(航宇研)将于本月27日凌晨1时前后(00时54分至01时14分),在全罗南道高兴罗老宇宙中心实施世界号第4次发射。本次任务的目标是将下一代中型卫星3号和12颗立方体卫星精确送入高度约600公里的太阳同步轨道(SSO)。

2023年5月25日,全罗南道高兴郡罗老宇宙中心发射第三次“世界号”运载火箭。联合新闻提供

2023年5月25日,全罗南道高兴郡罗老宇宙中心发射第三次“世界号”运载火箭。联合新闻提供

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本次发射被评价为超越“重复发射”阶段,同时检验夜间操作、多星搭载、向民间主导转型三大变化的关键里程碑。


Han Youngmin 航宇研宇宙运载火箭研究所所长11日在韩国科学记者协会媒体学院上表示:“世界号第4次发射将在保持与第3次相同基本体系的同时,在载荷构成与分离技术、民间参与范围方面发生重大变化”,“通过本次发射,将同时验证技术可靠性和产业化基础”。


凌晨1时发射,为“极光卫星”校准时间

世界号发射时间被确定在凌晨,是由于主载荷的任务要求。


下一代中型卫星3号为观测地球磁场和极光,必须进入太阳与地球相对位置固定的赤道上升交点地方时(LTAN)12时40分的轨道。


为满足这一条件,发射时间需调整在午夜至凌晨时段,同时为避开国际空间站(ISS)近距离通过时间(01时10分至12分),00时54分前后成为最优发射时间窗口。


Han 所长表示:“由于卫星观测时间的限制,凌晨发射在所难免”,“如果天气和高空风条件允许,计划在发射窗口初段尝试点火”。


航宇研多次按实际发射环境实施夜间彩排。他解释称:“从技术上看,昼夜差异几乎不存在,但人员疲劳度是变量,因此细化了操作程序并强化了检查环节”。

“世界号”凌晨1点再度挑战:“现在由民间发射” View original image

核心体系不变,分离与确认技术更为精细

世界号第4次发射将继续沿用三级液体发动机的基本结构,但在载荷构成及分离、确认方式上实现了一步升级。


第3次发射搭载的是180公斤级下一代小型卫星2号和7颗立方体卫星,而本次则同时搭载1颗中型级主载荷(下一代中型卫星3号,约516公斤)和12颗立方体卫星。


为此,航宇研新设计了可在左右两侧各搭载6颗、共12颗立方体卫星的多重适配器。为提高分离确认的可靠度,将上端内部摄像机由1台增至3台,并引入被称为“vent cowl”的声学减震装置,以降低分离时产生的声冲击。


分离序列也从原先固定的20秒间隔调整为18至23秒不等的可变间隔,并新应用两颗卫星同时分离方式。世界号将通过精细姿态调整,将立方体卫星之间的碰撞可能性降至最低。


Han 所长说明称:“第3次发射时曾出现一颗立方体卫星分离画面未能确认的情况”,“这一次通过调整摄像机角度并增加设备,力求将分离过程完全验证”。


民间参与的“产业化第一道关口”

本次第4次发射还具有宣告民间主导发射时代开启的重要意义。

去年9月16日,全罗南道高兴郡罗老宇宙中心发射台上,世界号在第四次发射前为最终测试竖立就位。联合新闻提供

去年9月16日,全罗南道高兴郡罗老宇宙中心发射台上,世界号在第四次发射前为最终测试竖立就位。联合新闻提供

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从第4次发射起,Hanwha Aerospace 作为系统总装企业,负责主导制造与组装,并直接参与发射控制中心(NCC)和任务控制中心(MDC)的运行。民间参与人员规模从第3次的21人扩大到本次的32人。航宇研负责项目统筹和飞行运用,宇宙航空厅则负责发射许可及管理、监督。


Han 所长强调:“从第7次发射之后,将转变为由民间全面负责制造、组装和运行,政府负责监督与安全管理的体系”,“世界号的重复发射不仅是单纯的技术验证,更是开启产业生态系统的阶段”。


气象、碰撞、环境……三重安全网应对

发射当日最重要的变量是气象、空间碰撞和空间环境。如果地面平均风速超过每秒15米或瞬时风速超过每秒21米,发射将被推迟。发射前8小时将放飞无线电探空仪,实测高空风,并最终检查载荷与控制条件。


此外,还将评估与国际空间站等载人目标体的碰撞风险,通过调整立方体卫星分离间隔和姿态,避免相互碰撞。如果发生太阳黑子爆发等严重的空间环境扰动,通信系统可能受到影响,但凌晨发射相对较少受到太阳粒子风暴的影响。


世界号在起飞约8至9分钟后将主载荷送入轨道。一级将坠落在济州岛东南方向至冲绳海域,整流罩将坠落在菲律宾以东海域,二级则将坠落在菲律宾附近海域。


飞行中如出现异常偏差,飞行终止系统(FTS)将立即启动并下达摧毁指令。所有分离结束后,将通过“Happy(下行)机动”减速,缩短再入时间,并将空间碎片(debris)的产生降至最低。


世界号在2022年发射成功后,通过第4、5、6次连续发射不断积累可靠性数据。本次第4次发射并非单纯重复,而是同时进行民间移交与技术验证的复合任务。



Han 所长表示:“正如 SpaceX 通过重复发射提升了可信度,我们也必须通过持续发射不断积累数据”,“目标是由民间承接政府掌握的技术,创造商业发射服务”。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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