2022年5月12日，英國航天局對外宣布了英國近期航天方面取得的幾個(gè)新的里程碑，包括在英國本土的首次衛(wèi)星發(fā)(fā)射。歐洲航天局（ESA）期待已久的"普羅米修斯-2"火箭發(fā)(fā)動(dòng)機的發(fā)(fā)射將于今年夏天晚些時(shí)候在紐基的康沃爾航天港進(jìn)行，將兩顆立方體衛(wèi)星發(fā)(fā)射到低地球軌道（LEO），以監(jiān)測包括GPS和精密成像在內(nèi)的無(wú)線(xiàn)電信號。與此同時(shí)，英國航空航天公司Orbex已經(jīng)(jīng)公布了其Prime軌道空間火箭的第一個(gè)全尺寸原型，其中的發(fā)(fā)動(dòng)機和渦輪泵系統(tǒng)是3D打印的。

英國政府國防采購部長(cháng)杰里米-昆說(shuō)："空間技術(shù)(shù)對發(fā)(fā)展國防能力至關(guān)(guān)重要，'普羅米修斯-2'號的發(fā)(fā)射代表著(zhù)我們本土的空間項目又向前邁出了重要一步。與太空任務(wù)(wù)和空客公司的這種合作為英國成為一個(gè)更有彈性、更強大和更重要的全球空間實(shí)體鋪平了道路。"

△發(fā)(fā)射臺上的Orbex Prime火箭原型。照片來(lái)自Orbex。

普羅米修斯項目

普羅米修斯火箭發(fā)(fā)動(dòng)機自2017年以來(lái)一直在開(kāi)發(fā)(fā)中，當(dāng)時(shí)歐空局與阿麗亞娜集團簽署了一份價(jià)值7500萬(wàn)歐元的合同，用于開(kāi)發(fā)(fā)可重復(fù)使用的、低成本的、3D打印等創(chuàng )(chuàng)新制造技術(shù)(shù)的新一代火箭發(fā)(fā)動(dòng)機。阿麗亞娜集團是跨國航空航天公司空中客車(chē)公司和賽峰集團的合資企業(yè)(yè)，在2015年已經(jīng)(jīng)開(kāi)始用金屬3D打印方法制作發(fā)(fā)動(dòng)機的原型。普羅米修斯的前身之一——Vulcain 2.1，包含3D打印的結(jié)構(gòu)部件。此后，該項目專(zhuān)注于通過(guò)廣泛使用增材制造，以比傳統(tǒng)火箭發(fā)(fā)動(dòng)機低十倍的成本生產(chǎn)(chǎn)普羅米修斯。2018年，GKN航空航天公司與阿麗亞娜集團簽訂合同，為液氧甲烷推進(jìn)的普羅米修斯發(fā)(fā)動(dòng)機3D打印兩個(gè)全尺寸渦輪。據(jù)吉凱恩公司稱(chēng)，利用增材制造技術(shù)(shù)使渦輪機內(nèi)的關(guān)(guān)鍵部件具有更高的性能，更短的交貨時(shí)間，并降低了90%的成本。

△普羅米修斯發(fā)(fā)動(dòng)機有一個(gè)3D打印的燃燒室。照片來(lái)自阿麗亞娜集團。

發(fā)(fā)射倒計時(shí)

經(jīng)(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)(fā)，普羅米修斯-2火箭發(fā)(fā)動(dòng)機將在今年夏天首次發(fā)(fā)射，將兩顆立方體衛(wèi)星送入低地球軌道。普羅米修斯-2由位于漢普郡的In-Space Missions公司制造，并與空中客車(chē)防務(wù)(wù)和空間公司、英國國防部（MOD）和其他國際合作伙伴共同設(shè)計。

立方體衛(wèi)星將提供一個(gè)測試平臺，用于監(jiān)測無(wú)線(xiàn)電信號、全球定位系統(tǒng)和復(fù)雜的成像，因為英國航天局正在努力與其盟友開(kāi)發(fā)(fā)一個(gè)更加互聯(lián)(lián)的空間通信系統(tǒng)。特別是，這項任務(wù)(wù)將幫助國防部更好地了解英國及其國際伙伴如何合作，以創(chuàng )(chuàng)建一個(gè)更有能力、更靈活、更低成本的衛(wèi)星運營(yíng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。英國航天局副首席執(zhí)行官伊恩-安奈特說(shuō)："我們正在將英國置于小型衛(wèi)星發(fā)(fā)射的最前沿，在全球市場(chǎng)內(nèi)為商業(yè)(yè)客戶(hù)和政府提供世界領(lǐng)(lǐng)先的能力，開(kāi)辟新的機會(huì )，并激勵當(dāng)前和下一代的英國太空科學(xué)(xué)家、工程師和企業(yè)(yè)家。這些衛(wèi)星展示了英國在設(shè)計和建造衛(wèi)星方面的優(yōu)(yōu)勢。能夠首次從英國和歐洲各地發(fā)(fā)射，將進(jìn)一步推動(dòng)我們的衛(wèi)星產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)，在全國范圍內(nèi)創(chuàng )(chuàng)造高技能就業(yè)(yè)機會(huì )，并實(shí)現(xiàn)國家空間戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)(guān)鍵目標(biāo)。這些立方體衛(wèi)星將由維珍軌道公司的 "發(fā)(fā)射器一號"火箭發(fā)(fā)射到低地球軌道，并在地球上空550公里處運行。一顆立方體衛(wèi)星配備了高光譜成像儀、激光探測器和GPS接收器，以捕捉更高清晰度的地球圖像，而另一顆立方體衛(wèi)星包括兩臺光學(xué)(xué)成像相機，以提供180度的地球表面視圖并觀(guān)察第一顆立方體衛(wèi)星。

國防部空間主任哈夫-斯邁思空軍副元帥說(shuō)：“這是國際合作力量的一個(gè)很好的例子，當(dāng)然，合作也是我們國防空間戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)(guān)鍵宗旨。普羅米修斯-2號將為英國國防部的未來(lái)太空計劃提供巨大的價(jià)值，而且，由于我們在國家偵察局的合作伙伴，這顆功能強大的衛(wèi)星將在今年夏天從英國本土發(fā)(fā)射。我對我們共同取得的成就感到非常自豪，這只是一個(gè)開(kāi)始。"

△正在進(jìn)行測試的普羅米修斯氣體發(fā)(fā)生器。照片來(lái)自阿麗亞娜集團。

Orbex公司公布了全尺寸的Prime原型機

與此同時(shí)，Orbex公司揭示了其Prime微型發(fā)(fā)射器火箭的第一個(gè)全尺寸原型。該公司在2015年發(fā)(fā)射后最初以隱形模式運作，在籌集了3000萬(wàn)英鎊的資金后于2018年突然亮相。Orbex之前曾與SLMSolutions合作開(kāi)發(fā)(fā)其3D打印火箭發(fā)(fā)動(dòng)機，這在2019年被認為是當(dāng)時(shí)世界上最大的火箭發(fā)(fā)動(dòng)機。去年2月，Orbex委托EOS集團的公司AMCM建造歐洲最大的工業(yè)(yè)3D打印機，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部快速打印火箭發(fā)(fā)動(dòng)機。這套價(jià)值數(shù)百萬(wàn)英鎊的系統(tǒng)將促進(jìn)每年打印超過(guò)35個(gè)單件的大型火箭發(fā)(fā)動(dòng)機和主級渦輪泵系統(tǒng)，它們是Orbex公司19米長(cháng)的Prime火箭的關(guān)(guān)鍵部分。Prime火箭的燃料是可再生的生物丙烷燃料，據(jù)報道，與目前大多數(shù)商業(yè)(yè)火箭所使用的煤油燃料相比，該燃料可減少90%的二氧化碳排放。該火箭被設(shè)計為可重復(fù)使用，以便不在地球周?chē)能壍郎狭粝氯魏嗡槠?，并配備了一個(gè)新穎的回收和可重復(fù)使用系統(tǒng)。

現(xiàn)在，Orbex公司已經(jīng)(jīng)成功地將其第一個(gè)全尺寸的Prime火箭原型整合到其位于蘇格蘭Kinloss的第一個(gè)測試發(fā)(fā)射平臺的發(fā)(fā)射臺上。該公司現(xiàn)在將著(zhù)眼于進(jìn)行綜合測試，包括火箭發(fā)(fā)射的 "彩排 "以及發(fā)(fā)射程序的開(kāi)發(fā)(fā)和優(yōu)(yōu)化。

Orbex的首席執(zhí)行官ChrisLarmour說(shuō)："這是Orbex的一個(gè)重要里程碑，突出了我們走了有多遠。從外面看，它可能看起來(lái)像一個(gè)普通的火箭，但在內(nèi)部，Prime與其他任何東西都不同。為了實(shí)現(xiàn)21世紀(jì)火箭的性能和環(huán)(huán)境可持續(xù)性，我們必須在許多領(lǐng)(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng )(chuàng)新，包括低碳燃料、完全3D打印的火箭發(fā)(fā)動(dòng)機、非常輕的燃料箱，以及新穎的低質(zhì)(zhì)量可重復(fù)使用技術(shù)(shù)"。Prime火箭將從蘇格蘭北海岸正在開(kāi)發(fā)(fā)的新太空港Space Hub Sutherland正式發(fā)(fā)射。早在2020年8月，薩瑟蘭空間樞紐是英國第一個(gè)獲得規(guī)劃許可的垂直太空港。Annett說(shuō)："我們正處于一個(gè)歷史性時(shí)刻的邊緣，Orbex在為英國創(chuàng )(chuàng)造一個(gè)全新的發(fā)(fā)射能力方面發(fā)(fā)揮著(zhù)主導(dǎo)作用，同時(shí)為全國各地的人們和企業(yè)(yè)創(chuàng )(chuàng)造機會(huì )。我迫不及待地想看到Prime從薩瑟蘭航天中心升空。"

△Orbex3D打印的火箭發(fā)(fā)動(dòng)機在第2階段火箭工程原型中。圖片來(lái)自Orbex。

英國繁榮的太空領(lǐng)(lǐng)域

英國的空間部門(mén)目前雇用了大約47,000人，創(chuàng )(chuàng)造了165億英鎊的收入。英國政府的國家太空戰(zhàn)略正在尋求使英國成為歐洲領(lǐng)(lǐng)先的國家，為小型衛(wèi)星制造商提供直接的端到端發(fā)(fā)射路線(xiàn)，同時(shí)在英國太空港當(dāng)?shù)貏?chuàng)造技術(shù)(shù)工作。

薩瑟蘭太空中心是英國各地七個(gè)潛在的太空港之一，一旦完成，預(yù)計將在周?chē)貐^(qū)創(chuàng )(chuàng)造600多個(gè)就業(yè)(yè)機會(huì )?？茖W(xué)(xué)部長(cháng)喬治-弗里曼說(shuō)："對于英國的空間和衛(wèi)星部門(mén)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常激動(dòng)人心的時(shí)刻，因為我們正在為今年夏天晚些時(shí)候從英國太空港發(fā)(fā)射第一批衛(wèi)星進(jìn)行倒計時(shí)。Orbex Prime是英國火箭公司的一項了不起的工程壯舉，它開(kāi)創(chuàng )(chuàng)了更多可持續(xù)的創(chuàng )(chuàng)新燃料，減少了碳排放?？吹娇偛吭O(shè)在摩雷的Orbex公司創(chuàng )(chuàng)造了更多高質(zhì)(zhì)量的工作，這也是非常好的，表明我們繁榮的空間部門(mén)對支持新興創(chuàng )(chuàng)新集群的價(jià)值，以幫助提高整個(gè)英國的水平。"

△新的薩瑟蘭航天中心將于2022年初投入使用，它將使Orbex公司能夠發(fā)(fā)射自1971年以來(lái)的第一顆英國衛(wèi)星進(jìn)入軌道。圖片來(lái)自Orbex。

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