[科普中国]-轨道转移火箭

类型

消耗性运载火箭专为一次性使用而设计。它们通常与其有效载荷分离，并在大气折返期间分解。相比之下，可重复使用的运载火箭被设计为完好无损地再次发射。航天飞机是运载火箭的一部分，其部件用于多轨道飞行。 SpaceX开发了一种可重复使用的火箭发射系统，以成功地恢复其第一阶段的猎鹰9，并再次发射（2015年首次成功恢复，并于2017年3月首次重新启动）和Falcon Heavy（首次尝试计划2017年）运载火箭。计划对ITS运载火箭的所有部分进行完全可重用的VTVL设计。[2] [3]实验技术演示运载火箭的低空飞行试验计划于2012年开始，计划于2013年中期开始进行更广泛的高空超水飞行试验，并在每次后续的Falcon 9飞行中继续进行。[4]尽管众所周知，一些公司正在开发实际的发射平台，例如西班牙的零2infinity与他们的摇滚式发射器“bloostar”，但非火箭发射的替代品正处于规划阶段。

运载火箭通常按其能够进入轨道的质量来分类。例如，质子火箭可以将22,000公斤（49,000磅）提升为低地球轨道（LEO）。运载火箭的特点还在于其阶段。多达五个阶段的火箭已经成功推出，并且已经有几款单级到轨道车辆的设计。此外，运载火箭通常配备有提供高早期推力的增压器，通常与其他发动机燃烧。增压器允许剩余的发动机更小，从而减少后期的燃烧质量，以允许更大的有效载荷。

运载火箭的其他经常报道的特点是发射国家或空间机构，公司或联盟制造和发射车辆。例如，欧洲航天局负责阿里安娜五号，联合发射联盟制造和发射三角洲IV和阿特拉斯五号火箭弹。许多运载火箭被认为是相同或相似名称的车辆的历史线的一部分;例如，Atlas V是最新的Atlas火箭。2

亚轨道亚轨道运载火箭不能将其有效载荷用于实现低地球轨道所需的最小水平速度，而近地点的地平线半径小于地球的平均半径，速度约为7800 m / s（26,000 ft / s）。 探空火箭长期以来一直用于短暂，廉价的无人空间和微重力实验。 美国第一个人类航天计划“水星计划”（Project Mercury）使用红石火箭家族的单阶段衍生品，在后来的航班上发送宇航员进入轨道之前，首先发射了前两名宇航员Alan Shephard和Gus Grissom。 目前的人造亚轨道运载火箭包括SpaceShipOne和即将推出的SpaceShipTwo等。3

轨道从地球表面发射轨道所需的δ-v大于最小轨道速度； 由于空气动力学阻力（由弹道系数确定）以及重力损失以及需要更高海拔所需的潜在能量，至少需要9,300米/秒（31,000英尺/秒）。

最小化空气阻力需要相当高的弹道系数，长度与直径之比大于十。 这通常导致至少20米（66英尺）长的运载火箭。 在飞行中尽可能早地离开气氛，由于空气阻力大约为300米/秒（980英尺/秒）而造成的速度损失。

发射总delta-v的计算是复杂的，几乎在所有情况下都使用数值积分; 添加多个delta-v值提供了一个悲观的结果，因为火箭可以在一定角度推力以达到轨道，从而节省燃料，因为它可以同时获得高度和水平速度。

相关规定根据国际法，运载火箭所有人的国籍决定哪一国家对该飞行器造成的任何损害负责。 因此，一些国家要求火箭制造商和发射机遵守具体规定，以赔偿和保护可能受到飞行影响的人员和财产的安全。

在美国，任何不属于业余的火箭发射，也不是“政府和政府”的火箭发射，必须得到位于华盛顿特区的联邦航空局商业航空运输局（FAA / AST）的批准。4