戰神五號運載火箭

戰神五號運載火箭

戰神五號運載火箭(原稱為貨物運載火箭或稱CaLV),是星座計畫中的貨物運載火箭,戰神五號運載火箭將在NASA計畫的重返月球運載牽牛星號登月艙和地球出發級。重返月球計畫由戰神一號運載火箭運載獵戶座號太空船與戰神五號運載其它艙組結合在一起飛向月球。戰神五號運載火箭的酬載能力是287,000磅(130.18公噸)到低地球軌道,或者143,300磅(65公噸)到月球軌道。戰神系列運載火箭的戰神是由希臘神話命名而來。

設計

戰神五號發射場面戰神五號發射場面

戰神五號運載火箭被設計為大型太空載具,能運送大量的原料金屬月球,並提供繞地軌道外的太空人之生活物資。戰神五號運載火箭是一台雙節式火箭,第一節有兩支固態發動機及液態氫作為推進動力;第二節僅使用一台J-2X火箭發動機。
如同太空梭一般,戰神五號運載火箭的第一節使用兩種動力方式,即是固液燃料並行制。戰神五號運載火箭的固態火箭是太空梭固態發動機的改良版,擁有五個節段,而非太空梭的四個節段。此外,戰神五號運載火箭所使用的是五顆RS-68發動機,相接一個比太空梭液態氫/液態氧儲存槽還大的槽體。原本美國國家航空航天局打算使用五顆太空梭主發動機替代RS-68發動機,但最後仍決定使用RS-68(現在已計畫使用六台RS-68。),因為它的價格低廉且設計簡單,更重要的是其超大推力(650000磅/每顆,294.835公噸重推力)。
第二節所使用的發動機是從農神系列運載火箭的上面級改良而成,即地球出發級(EDS)。地球出發級使用一台J-2X火箭發動機(也用在戰神一號運載火箭的第二節),使用範圍廣泛,可用在發射至月球的推進器,也可酬載大質量物體到近地球軌道。在飛往月球的任務中,地球出發站會點燃發動機兩次,第一次是將奧賴恩太空船與之結合在一起,第二次則將整體送至月球。
戰神五號運載火箭的酬載能力約為130公噸到低地球軌道,與農神五號運載火箭或蘇聯的能源號運載火箭同等,甚至可將人類送至火星,只要再裝上LSAM基本型或半人馬座上面節的推進器,更可以將伽利略探測船與卡西尼號之加總重量運至太陽系之外。
戰神五號運載火箭在星座(戰神)計畫是屬於純貨運太空運載工具而非像太梭或農神五號運載火箭一樣的人員貨物並運制,星座計畫是屬於人員貨物分運制,戰神一號運載火箭運載太空人;戰神五號運載火箭運載貨物。不必同時運送人員和貨物,戰神系列運載火箭有較多重的酬載,更可適用特殊的酬載物品,使用目的更為廣泛。
戰神五號運載火箭是美國國家航空航天局新的大型運載火箭,主要用途是可增加地球逃脫節和月球登艇的功能,甚至成為國際空間站新的酬載艙組的運載火箭。美國國家航空航天局最終目標是進行人類登入火星的計畫。 改進戰神五號運載火箭的任務由馬歇爾太空飛行中心負責;而恩慈研究中心(Ames Research Center)負責管理戰神五號運載火箭整個發射過程的安全,在整個表面塗布隔熱塗料。格倫研究中心(Glenn Research Center)主要負責牽牛星號的推進器及戰神五號運載火箭的推力系統和發動機推力系統控制。朗里研究中心(Langley Research Center)負責戰神五號運載火箭的空氣動力學設計。

功用

戰神-5火箭結構模擬圖戰神-5火箭結構模擬圖

雖然戰神五號運載火箭只是一個中程計畫,美國國家航空航天局仍計畫發展它酬載各方面酬載物的能力,沿用已經退役的阿波羅套用計畫。
其中一個提案是建造一座直徑八米以上的光學望遠鏡,位置在低地球軌道或太陽同步軌道。此光學望遠鏡的重要部分是可頂替哈伯望遠鏡的地位和提供比哈伯望遠鏡更好的觀測能力。不需經過太空人到軌道位置且發射一次就可讓望遠鏡到達定位。

早期概念

當戰神五號運載火箭還未在美國國家航空航天局聲名大噪時,在早先幾年時有一台運載火箭與農神五號相似的大型運載火箭,是用來取代農神五號的火箭。
那就是在"火星任務"這本書中,作者羅伯特 蘇伯林(Robert Zubrin)說明一種可行的未來火箭,名字叫戰神運載火箭。在此書中的戰神運載火箭由太空梭的液態氫/液態氧儲存槽和三顆太空梭主發動機;第二節則使用一顆RL-10火箭發動機。

規格

德爾塔4火箭上的RS-68發動機,戰神-5的RS-68B推力有所提高德爾塔4火箭上的RS-68發動機,戰神-5的RS-68B推力有所提高
高度:早期公布數據109.2 米,現116米
直徑:早期公布數據8.40米,現10米
質量:早期公布數據3356.57噸,現3704.5噸
載荷:早期公布數據LEO軌道130000千克,LTO軌道65000千克;現 LEO軌道187700千克,LTO軌道71100千克。
第一級:6台RS-68B液體發動機(RS-68B具體數據尚未公布,此處列出德爾塔-4所使用的RS-68發動機參數,戰神-5的RS-68B有所提高),單台重量6600千克,單台海平面推力295噸,真空推力338噸,比沖365秒(海平面)/410秒(真空),推進劑液氫/液氧。
第一級助推器:2台5.5段式RSRB固體發動機,高度55m,直徑3.71m,重量794噸,推力標稱1600噸級別,燃燒時間140秒,海平面比沖>237秒,真空比沖>269秒,推進劑APCP。
第二級:1台J-2X發動機,真空推力130噸,比沖448秒,推進劑液氫/液氧,推進劑重量135噸。

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