Pegasuksen avaruustyökalu | |
Pegasus päällä ennen kuin se romahti alle B-52 , onSyyskuu 1989. | |
Yleisdata | |
---|---|
Kotimaa | Yhdysvallat |
Rakentaja | Orbital Sciences / Hercules Aerospace |
Ensimmäinen lento | 5. huhtikuuta 1990 |
Tila | Operatiivinen |
Käynnistää (epäonnistumiset) | 43 (3) |
Korkeus | 16,9 metriä (X: 15 m ) |
Halkaisija | 1,27 metriä |
Lentoonlähtöpaino | 23,1 t (X: 18,5 t ) |
Kerros (t) | 3 tai 4 |
Kuvattu versio | XL |
Hyötykuorma | |
Matala kiertorata | 443 kg |
Motorisaatio | |
1 kpl kerroksessa | Orion 50SXL työntövoima 74 t; kesto: 72 s |
2 e kerros | Orion 50XL työntövoima 16 t; kesto: 67 s |
3 e kerros | Orion 38 työntövoima 3,7 t; kesto: 56 s |
4 e kerros | HAPS-työntövoima 70 kg; kesto: 241 s (valinnainen) |
Tehtävät | |
Matala / napainen kiertorata | |
Pegasus on amerikkalainen ilma-aluksen kantoraketti, joka pystyy asettamaan450 kg :n kuorman matalalle kiertoradalle . Sen on kehittänyt amerikkalainen ilmailuyhtiö Orbital Sciences . Tämän käynnistysohjelman on se erikoisuus, että laukaistaan laaja-elin tasossa - aluksi B-52 ja koska 1994muunnetaan Lockheed L-1011 - korkeudessa 12000 metriä ja jossa on ensimmäinen vaihe on varustettukuljettavat siivet. . Ensimmäinen onnistunut laukaisu tapahtui5. huhtikuuta 1990ja seuraavien kahden vuosikymmenen aikana ammuttiin yli neljäkymmentä laukausta. Kantorakettia käytetään pienten NASA-tiedesatelliittien, Yhdysvaltain armeijasatelliittien ja kaupallisten tietoliikennesatelliittien matalalle kiertoradalle.
Pegasus on alun perin suunniteltu vastaamaan sotilaallisia tarpeita. Ehdotetaan vastauksena tarjouspyyntöön alkaen DARPA (Yhdysvaltain armeijan tutkimus viraston tehtävänä on kehittää innovatiivisia tekniikoita), etsivät kantoraketti kyettävä kääntämään pieniä sotilassatelliittien ( lightsats ) kiertoradalle . DARPA vaatii kantoraketin, joka voidaan pudottaa lentokoneelta, jotta sillä olisi suuri käyttöjoustavuus. Hercules Aerospace ja Orbital Sciences - nämä kaksi yritystä ovat osa Alliant Techsystems -konsernia vuonna 2019 - perustivat vuonna 1987 yhteisyrityksen vastaamaan tähän tarjouspyyntöön. He ovat ainoat, jotka vastaavat siihen ja valitaan. He kehittävät omilla varoillaan "vaatimattomalle" 50 miljoonan dollarin summalle kantorakettia, joka koostuu kolmesta vaiheesta, jossa on kiinteä ponneaine ja joka voidaan laukaista B-52- pommikoneesta . Lanseeraushinta on 6 miljoonaa dollaria ilman vaihtoehtoja ja yleiskustannuksia (testaus, latausasennuksen suunnittelu ja tuki käynnistyspaikalla), mikä voi nostaa hintaa jopa 30 miljoonaan dollariin. Tuolloin Orbital Sciences , joka perustettiin vuonna 1982 Fairfaxiin , Virginiaan , kehitti kiinteän raketin ylemmät vaiheet raskasta Titan IV -rakettia varten ja Mars Observer -avaruuskoettimen . Hercules Aerospace, jonka pääkonttori on Wilmingtonissa ( Delaware ), valmistaa tehostepotkurit Delta II- kantoraketille Salt Lake Cityssä ( Utah ) .
Uuden Pegasus-kantoraketin on suunnitellut professori Antonio Eliasin johtama noin 80 insinööriryhmä, kun taas siivet Burt Rutan . Painopiste on yksinkertaisuudessa ja hyödynnetään viimeisimpiä edistysaskeleita kiinteän raketin työntövoiman ja aluksella olevan laskennan alalla. Lentotestiä ei suunnitella. Ensimmäistä lentoa, B-52 operaattorin ottaa pois Edwards Air Force Base on5. huhtikuuta 1990ja valokäynnistin sijoittaa pienen sotilas satelliitin napa-kiertoradalle. Vuonna 1991 NASA, joka muutti pienille tieteellisille satelliiteille omistettua Explorer-ohjelmaa , päätti valita Pegasus-kantoraketin käynnistääkseen pienimmän ohjelman avaruusaluksen (SMEX-satelliitit). Tämä päätös lopettaa siihen asti käytetyn Scout- syöttäjän uran .
Viiden laukaisun jälkeen projektista vastaavat päättivät korvata B-52: n Lockheed L-1011 -siviililentokoneella Air Kanadasta. Stargazeriksi nimetty lentokone (viittaus alukseen Star Trek Next Generation -elokuvasta) vihkii uuden kuljetustekniikan. Sen sijaan, että Pegasus-kantoraketti olisi kiinnitetty siiven alle, se on kiinnitetty sen lentokoneen rungon alle. Tämä muutos antaa mahdollisuuden kuljettaa tehokkaampaa versiota (XL), jonka massa on 19-23 tonnia.
Mutta nämä ensimmäiset lennot B-52: n kanssa eivät useinkaan tapahdu nimellisesti. Toisen ja viidennen laukauksen kohdalla saavutettu kiertorata ei ole tavoite. Kolmas laukaisu tapahtuu niin kaoottisella tavalla, että tehdään tutkimus. Käynnistimen uusi XL-versio alkaa myös kahdesta epäonnistumisesta. Ensimmäisen lennon aikana (27. kesäkuuta 1994), jolla on ilmavoimien kokeellinen satelliitti, kantoraketti poikkeaa suunnitellusta radasta ja se on tuhottava. Toisen lennon aikana, joka tapahtui vuotta myöhemmin22. kesäkuuta 1995, toinen vaihe ei erotu kunnolla ja kantoraketti poistuu hallinnasta. NASAn, joka on suunnitellut kantoraketin käytön kahdelle FAST- ja FUSE- satelliitistaan, on lykättävä niiden laukaisua ja yritetään löytää korvaava kantoraketti. Seuraavat neljä lentoa onnistuivat, mutta viides oli jälleen epäonnistuminen kolmannen vaiheen akun vian seurauksena, joka ei sallinut HETE- satelliitin käyttöönottoa . Tämän jälkeen kantoraketti ei enää kokea vikoja, edes osittaisia.
Kantoraketti on vain suhteellisen onnistunut. 24 vuoden aikana sitä on käytetty vain 42 kertaa eli alle kaksi kertaa vuodessa. Vuosikymmenen 2010 aikana lentoja riitti: lentoja ei tapahtunut vuosina 2009, 2010, 2011, 2014, 2015 ja 2017. Pegasus on liian pieni useimmille institutionaalisille tai kaupallisille satelliiteille näiden koon pienentämisestä huolimatta. Ci ja se on liian kallista useimmille kaupallisille satelliittioperaattoreille.
Kuljettajakone lähtee lentokentältä, jossa maahenkilöstö pystyy suorittamaan testejä ja tarjoamaan tukea lennon aikana. Lentoasemia, joita voidaan käyttää ovat Kennedy Space Centerissä vuonna Floridassa , Vandenberg Air Force Base ja Dryden Flight Research Center Kaliforniassa , Wallops Island vuonna Virginiassa ; Kwajalein on Tyynellämerellä ja Kanariansaaret on Atlantin valtamerellä .
Sijoitettuaan tiettyyn paikkaan ennalta määrätyllä nopeudella ja suunnalla lentotukialus vapauttaa raketin vaakasuoraan. Viiden sekunnin vapaapudotuksen jälkeen ensimmäisen vaiheen moottori sytytetään ja raketti alkaa nousta korkeuteen. Delta-siipi komposiitti on valmistettu hiilikuiduista tarjoaa joitakin hissin. Siivekkeitä käytetään suunnan korjaamiseen, koska rakettimoottori ei ole ohjattavissa. Noin 1 minuutti ja 17 sekuntia ensimmäisen vaiheen moottorin sammuttamisen jälkeen. Raketti on sitten 60 km : n korkeudessa hyperäänenopeudella. Ensimmäinen vaihe irrottaa ja kuljettaa siipiä ja siivekkeitä samalla kun toinen vaihe syttyy. Tämä palaa minuutin ja 18 sekunnin ajan. Moottori tässä kerroksessa voi hallita kiertymä pysty- ja piki kun liikkuvan liikkeitä ohjataan typellä suihkujen 3 : nnen kerroksessa. Kun toinen vaihe on puolivälissä, raketti saavuttaa korkeuden, jossa on lähes tyhjiö. Satelliittia peittävä suojus vapautetaan. Kolmas kerros on. Siinä on ohjattava moottori kuten edellisessä vaiheessa. Sen palamisaika on 64 sekuntia. Raketti voi kuljettaa kahta satelliittia tai neljännen vaiheen saavuttaa korkeammat korkeudet tai saavuttaa monimutkaisemmat radat. Tätä vaihetta, HAPS: ää (hydratsiinin lisä propulsiojärjestelmä), käyttävät 3 pientä hydratsiinia käyttävää moottoria, jotka voidaan sytyttää uudelleen useita kertoja. HAPS: n paino laskee vastaavasti hyötykuorman.
Ohjauksen suorittaa 32-bittinen tietokone ja inertiayksikkö . GPS- vastaanotin antaa lisätietoja.
Kantokoneen rooli ei ole lisätä hyötykuormaa, jonka raketti voi kiertää kiertoradalle: sen nopeus (0,8 mach) edustaa vain 3% satelliitin nopeudesta ja korkeudesta, jolla se laukaisee raketin. (12000 metriä) edustaa vain 4% matalan kiertoradan säteestä, johon satelliitit yleensä kohdistavat. Toisaalta korkeus, jolla raketti laukaistaan, mahdollistaa meteorologisten rajoitusten voittamisen. 12 000 metrin korkeudessa Pegasus sijaitsee stratosfäärissä, siis sen troposfäärin yläpuolella , jossa tapahtuu väkivaltaisimpia sääilmiöitä (tuulet ...). Pegasus voidaan siten käynnistää odottamatta suotuisaa sääikkunaa, joka yleensä aiheuttaa huomattavia kustannuksia maahenkilöstön liikkumattomuudesta.
Lisäksi lentotukialus ei tarvitse käyttää kalliita laukaisulaitteita. Ilma-alus voi laukaista satelliitin taloudellisimmasta sijainnista, joka yleensä sijaitsee päiväntasaajan tasolla . Vakuutuksen määrää pienennetään, koska laukaisu on meren yli poissa kodeista, joihin raketin myrkylliset laskeumat voivat vaikuttaa.
Tämän käynnistystavan ansiosta ensimmäisen vaiheen moottorin suutinta voidaan pidentää, mikä parantaa sen tehokkuutta, koska 12 000 metrin korkeudessa siihen ei kohdistu yhtä voimakasta aerodynaamista painetta kuin maassa. Samasta syystä asennekorjaukset voidaan tehdä pelkästään siivekkeiden avulla, mikä yksinkertaistaa ensimmäisen vaiheen moottorin (kiinteän moottorin) suunnittelua.
Kantoraketin alkuperäinen versio, nimeltään standardi, käynnistää Boeing B-52. Se teki ensimmäisen lennonsa vuonna 1990. Neljännen HAPS-vaiheen sisältävä versio, joka antoi pienen suorituskyvyn kasvun ja tarkemman kiertoradalle asettamisen, lensi ensimmäistä kertaa vuonna 1991. Vuonna 1994 kantoraketti mukautettiin ampumaan hankitusta L-1011: stä. valmistaja. Hybridi-nimisen uuden version siivekkeet lasketaan alas, jotta kuljetusaluksen lentokoneiden laskutelineet voisivat vetäytyä sisään. Tehokkaampi versio, nimeltään Pegasus XL, lentää27. kesäkuuta 1994. Se on ainoa, jota markkinoidaan tänään valinnaisella HAPS-vaiheella. Ensimmäistä ja toista vaihetta pidennettiin lisäämällä yli 4 tonnin massaa ja 40 kg: n hyötykuormaa . Vaikean aloituksen (3 kokonaisvikaa ja 2 osittaista vikaa 14 lennolla vuonna 1997) jälkeen kantoraketilla ei enää ollut ongelmia, mutta markkinointi hidastui huomattavasti vuoden 2008 jälkeen (3 lentoa vuosina 2009--2016). Sisäänjoulukuu 2016, 43 Pegasus-laukaisinta ammuttiin 3 kokonaisvikalla ja 2 osavirheellä.
Kantoraketissa on vakiona ATK: n kehittämä kolmivaiheinen kiinteä rakettien työntövoima.
Orion 50S XL: n ensimmäisen vaiheen massa on 15 tonnia (tyhjä 1,4 tonnia) ja pituus 10,27 m . Tyhjiön työntövoima on 726 kN ja ominaisimpulssi on 295 sekuntia. Palamisaika on 68,6 sekuntia. Ainoa suuntaussäätö liittyy äänenkorkeuteen ja suoritetaan siivekkeillä. Porras käsittää skaalattujen komposiittien valmistaman delta-siiven grafiittiyhdistelmässä, jonka taipuma on 48 ° ja jonka siipien kärkiväli on 6,71 m . Mach 1: n alapuolella oleva hienous on 4. Siiven paksuus on 8 tuumaa , ja ylä- ja alapinnat ovat yhdensuuntaiset, mikä helpottaa kiinnittämistä näyttämön runkoon. Tämä siipi tarjoaa jonkin verran nostoa ja helpottaa sävelkorkeutta.
Orion 50 XL: n toisen vaiheen massa on 4,3 tonnia ( tyhjä 391 kg ) ja pituus 3,07 m . Keskimääräinen työntövoima tyhjiössä on 158 kN ja ominaisimpulssi 289 sekuntia. Palamisaika on 71 sekuntia. Moottori on säädettävissä rullan ja kallistuksen avulla sähkömekaanisella järjestelmällä. Kylmän kaasun käyttövoimajärjestelmää käytetään telan ohjaukseen propulsiovaiheessa ja kaikkiin muihin kahden propulsiovaiheen välisiin asennon ohjauksiin.
Orion 38: n kolmannen vaiheen massa on 872 kg ( tyhjä 102 kg ) ja pituus 1,34 m . ja halkaisija 0,97 m . Tyhjiön työntövoima on keskimäärin 32,7 kN ja ominaisimpulssi on 287 sekuntia. Palamisaika on 67 sekuntia. Moottori on säädettävissä rullan ja kallistuksen avulla sähkömekaanisella järjestelmällä. Kylmän kaasun työntövoimajärjestelmää käytetään telan ohjaamiseen propulsiovaiheessa ja kaikissa muissa asennon ohjauksissa kahden propulsiovaiheen välillä.
HAPS-malliin (Hydratsiinilisäaine propulsiojärjestelmään) on asennettu neljäs vaihe parantamaan ruiskutuksen tarkkuutta kiertoradalla lisäämällä hyötykuormaa 36 kg (720 km : n kiertoradalla, jonka kiertoradan kaltevuus on 82 ° ). Lava, jonka pituus on 30 cm , halkaisija 97 cm ja massa 90 kg , asetetaan suojavaipan alle ja korvaa typpisäiliön, jota kolmivaiheinen malli käyttää asennon säätämiseen. Se koostuu kolmesta MR-107-rakettimoottorista, joiden työntövoima on 222 newtonia ja joka polttaa hydratsiinia 236 sekunnin spesifisellä impulssilla ja toimittaa Olin Aerospace. Asennevalvonta saavutetaan kylmäkaasupotkurilla ja erilaisella työntövoimalla kolmelle moottorille. Vaihetta käytetään tyypillisesti kahdessa vaiheessa (131 s + 110 s) erotettuna ballistisella vaiheella.
Suojus on käyttökelpoinen pituus on 2,13 metriä ja sisähalkaisija 1,15 m . Se on komposiittiosa, joka koostuu kahdesta puolikkaasta ja massasta 127 kg .
Pegasuksen siipi on kiinnitetty kantoraketin ensimmäisen vaiheen runkoon
SORCE-hyötykuorma kiinnitetään kantorakettiin liikkuvassa siistissä huoneessa.
Pegasus XL kiinnitettiin L-1011-kantokoneensa suojakotelon alle
Kaksi Orbital-kantorakettia integroivat Pegasuksen komponentit:
Pegasuksesta on kehitetty useita ohjuksia ja raketteja:
Ei. | Päivämäärä | Versio | Kuljetusalusta | Hyötykuorma | Tyyppi | Käynnistä sivusto | Kommentti |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 5. huhtikuuta 1990 | Vakio | B-52 | Pegsat , NavySat | Edwards AFB | ||
2 | 17. kesäkuuta 1991 | Vakiona HAPS: n kanssa | B-52 | Mikrosaatit (7 satelliittia) | Edwards AFB | Osittainen epäonnistuminen. Kiertorata odotettua pienempi | |
3 | 9. helmikuuta 1993 | Vakio | B-52 | SCD-1 | Cape Canaveral | ||
4 | 25. huhtikuuta 1993 | Vakio | B-52 | ALEXIS | Avaruusteleskooppi | Edwards AFB | |
5 | 19. toukokuuta 1994 | Vakiona HAPS: n kanssa | B-52 | VAIHE-2 (Avaruustestikokeilualusta / Mission 2 / SIDEX) | Edwards AFB | Osittainen epäonnistuminen. Kiertorata odotettua pienempi | |
6 | 27. kesäkuuta 1994 | XL | L-1011 | VAIHE 1 (Avaruuskokeilualusta / tehtävä 1) | Vandenberg | Fail (kantoraketin hallinnan menettäminen lennon aikana) | |
7 | 3. elokuuta 1994 | Vakio | B-52 | APEX | Edwards AFB | ||
8 | 3. huhtikuuta 1995 | Hybridi | L-1011 | Orbcomm (2 satelliittia), OrbView-1 | Televiestintäsatelliitit | Vandenberg | |
9 | 22. kesäkuuta 1995 | XL | L-1011 | VAIHE 3 (Avaruustestikokeilualusta / tehtävä 3) | Vandenberg | Fail (toisen vaiheen toimintahäiriö) | |
10 | 9. maaliskuuta 1996 | XL | L-1011 | REX II | Vandenberg | ||
11 | 17. toukokuuta 1996 | Hybridi | L-1011 | MSTI-3 | Vandenberg | ||
12 | 2. heinäkuuta 1996 | XL | L-1011 | TOMS-EP | Vandenberg | ||
13 | 21. elokuuta 1996 | XL | L-1011 | NOPEASTI | Polaarinen aurora-tutkimus | Vandenberg | |
14 | 4. marraskuuta 1996 | XL | L-1011 | HETE , SAC-B | Gamma- ray burst ilmaisin | Wallopsin lentotila | Epäonnistui (satelliitit eivät irtautuneet kolmannesta kerroksesta) |
15 | 21. huhtikuuta 1997 | XL | L-1011 | Minisat 01, Celestis 01 | Gran Canarian lentokenttä | ||
16 | 1 kpl elokuu 1997 | XL | L-1011 | OrbView-2 | Vandenberg | ||
17 | 29. elokuuta 1997 | XL | L-1011 | VAHVA | Vandenberg | ||
18 | 22. lokakuuta 1997 | XL | L-1011 | VAIHE-4 (Avaruuskokeilualusta / tehtävä 4) | Wallopsin lentotila | ||
19 | 23. joulukuuta 1997 | XL ja HAPS | L-1011 | Orbcomm (8 satelliittia) | Televiestintäsatelliitit | Wallopsin lentotila | |
20 | 26. helmikuuta 1998 | XL | L-1011 | SNOE , BATSAT | Tutkimus ilmakehästä | Vandenberg | |
21 | 2. huhtikuuta 1998 | XL | L-1011 | JÄLJITTÄÄ | Auringon havainto | Vandenberg | |
22 | 2. elokuuta 1998 | XL ja HAPS | L-1011 | Orbcomm (8 satelliittia) | Televiestintäsatelliitit | Wallopsin lentotila | |
23 | 23. syyskuuta 1998 | XL ja HAPS | L-1011 | Orbcomm (8 satelliittia) | Televiestintäsatelliitit | Wallopsin lentotila | |
24 | 22. lokakuuta 1998 | Hybridi | L-1011 | SCD-2 | Cape Canaveral | ||
25 | 6. joulukuuta 1998 | XL | L-1011 | SWAS | Sub-millimetrin tähtitiede | Vandenberg | |
26 | 5. maaliskuuta 1999 | XL | L-1011 | WIRE | Infrapuna-tähtitiede | Vandenberg | |
27 | 18. toukokuuta 1999 | XL ja HAPS | L-1011 | Terrierit , MUBLCOM | Vandenberg | ||
28 | 4. joulukuuta 1999 | XL ja HAPS | L-1011 | Orbcomm (7 satelliittia) | Televiestintäsatelliitit | Wallopsin lentotila | |
29 | 7. kesäkuuta 2000 | XL | L-1011 | TSX-5 (kolmen palvelun kokeilualusta / tehtävä 5) | Vandenberg | ||
30 | 9. lokakuuta 2000 | Hybridi | L-1011 | HETE 2 | UV-, X- ja gammatähtitiede | Kwajalein | |
31 | 5. helmikuuta 2002 | XL | L-1011 | RHESSI | X ja gammakuvaus aurinkokennoista | Cape Canaveral | |
32 | 25. tammikuuta 2003 | XL | L-1011 | SORCE | Cape Canaveral | ||
33 | 28. huhtikuuta 2003 | XL | L-1011 | GALEX - Galaxy Evolution Explorer | Ultravioletti tähtitiede | Cape Canaveral | |
34 | 26. kesäkuuta 2003 | XL | L-1011 | OrbView-3 | Vandenberg | ||
35 | 13. elokuuta 2003 | XL | L-1011 | SCISAT-1 | Vandenberg | ||
36 | 15. huhtikuuta 2005 | XL | L-1011 | TIKKA | Vandenberg | ||
37 | 28. maaliskuuta 2006 | XL | L-1011 | ST-5 - Avaruustekniikka 5 (3 satelliittia) | Vandenberg | ||
38 | 25. huhtikuuta 2007 | XL | L-1011 | TAVOITE | Noctilucent-pilvien havainnointi | Vandenberg | |
39 | 16. huhtikuuta 2008 | XL | L-1011 | C / NOFS | Kwajalein | ||
40 | 19. lokakuuta 2008 | XL | L-1011 | IBEX | Heliosfääritutkimus | Kwajalein | |
41 | 13. kesäkuuta 2012 | XL | L-1011 | NuSTAR | X-kaukoputki | Kwajalein | |
42 | 28. kesäkuuta 2013 | XL | L-1011 | IIRIS | Ultravioletti kaukoputki | Vandenberg | |
43 | 15. joulukuuta 2016 | XL | L-1011 | TURVAT | Sääennuste | Cape Canaveral | |
44 | 11. lokakuuta 2019 | XL | L-1011 | Kuvake | Tutkimus maapallon ionosfääristä | Cape Canaveral |