在盛夏的7月裡,全世界都在密集的發射火箭上天,美國、中國、日本分別唱起了主角。值得一提的是7月23日12時41分,中國長五火箭首次成功發射天問一號火星探測器,開始了長達7個月的火星浪漫旅行。當然這麼密集的發射有成功就有失敗,中國的快舟11號火箭發射失敗,同期在美國的Rocketlab(火箭實驗室)公司使用電子號火箭一箭七星發射任務也宣告失敗,而且有意思的是中美失利的兩款火箭均為小型火箭,用途十分相近。
可能大家對這個電子號火箭不太熟悉,在這裡簡單的介紹下。目前電子號被業界認為是國外小運載裡最為成功的火箭,與馬斯克創立的SpaceX相似,火箭實驗室也希望能降低人類進入太空的成本。這家總部位於美國洛杉磯的公司成立於2006年,在紐西蘭設有全資子公司。不同的是,SpaceX主要研發可重複使用的大型火箭,而火箭實驗室主要發展小型火箭,旨在滿足客戶發射小型衛星的需求。該火箭十分「迷你」,全長只有17米,直徑1.2米,起飛質量僅為10.5噸,500km太陽同步軌道運載能力為150kg,最大載荷運載能力為225千克。雖然運載的載荷總重不大,但都是來自美國航天和國防主要機構,包含了NASA多個重要航天中心、DARPA、海軍、美國立方星領域技術領先的大學等,基本代表了美國航天領域最前沿的技術和應用。
我們來對比下中國的快舟十一號運載火箭,直徑2.2米,起飛質量達78噸,700公裡太陽同步軌道運力達1噸,是我國目前運載能力最強、起飛質量最大、箭體直徑最大的新型固體運載火箭,主要承擔400公裡至1500公裡近地和太陽同步軌道小衛星、微小衛星單星及多星組網發射任務。從這裡可以看出美國的電子號火箭隨著自身的發展加上美國NASA及科技公司的支持,未來必將是中國快舟火箭在國際上最強勁的對手,千萬不可小覷。
今天美國方面通報了事故的具體原因,卻是一個簡單的電氣線路連接問題。2020年7月4日電子運載火箭成功地從發射場1起飛,並按計劃進行了名義上的一級發動機燃燒,1-2級分離,2級點火和整流罩拋棄。第二階段燃燒幾分鐘後,發動機安全關閉,導致無法到達軌道。由於發動機的關閉方式受到控制,因此Rocket Lab繼續從車輛接收遙測信息,從而為工程師提供了廣泛的數據,以便對該問題進行深入的調查。在審查了超過25,000個數據通道並進行了廣泛的測試之後,Rocket Lab的AIB能夠自信地將問題縮小到單個異常的電氣連接。飛行過程中此連接間歇性的安全,產生增加的電阻,導致電氣組件中的加熱和熱膨脹。這導致周圍的灌封料液化,導致電氣系統斷開和隨後的發動機停機。由於在包括振動,熱真空和熱循環測試在內的標準環境驗收測試中,電氣連接仍保持牢固,因此該問題迴避了飛行前的檢測。
該火箭的還有一個不為人知的黑科技:「電子」號的盧瑟福發動機。發動機上的很多零部件製造均採用3D列印技術,最快24小時,就可以列印出一臺發動機,製造效率顯著提升,本次事故查明不是發動機的故障,相信很快可以繼續執行發射任務,中國的快舟11號火箭失敗原因目前仍未公布。在這裡小編還是要多說一句不要小瞧電子號火箭,雖然目前距離中國快舟11號火箭性能有較大差距,但是美國的私營科技企業發展極為迅速,加上背後有著NASA的支持,不排除發展成SpaceX規模的可能。