愛與火箭:義大利織女星發射器工廠內部

歐洲新聞有一個獨特的機會參觀位於義大利羅馬南部科萊費羅的 Avio 火箭工廠,工程師們正在精心製作下一代歐洲碳纖維發射器。

該工廠是歐洲極少數的太空火箭工廠之一。這裡是輕型 Vega 發射器的誕生地,也是未來發射器的誕生地。

Avio 產品工程主管 Ettore Scardecchia 解釋了他們的工作:「發射器第一級、第二級和第三級的外殼都是在這裡製造的。這些外殼構成了馬達的承重結構。我們從原材料開始:橡膠和碳纖維進入,火箭外殼出來準備裝載推進劑。

大多數大型太空火箭主體都是由金屬製成的,但 Avio 的 Vega 使用碳纖維。它採用獨特的專利纏繞技術來實現這一點。

正如 Scardecchia 所說,我們的目標是獲得最大的回報:“這個設計的關鍵參數是重量輕,因為顯然,要進入軌道,火箭必須有很大的動力,但它也必須盡可能輕。”

觀看發射,您可以看到 Vega 在發射台上的絕對速度可以提供什麼。固體推進劑火箭一旦點燃就無法被抑制,但它們從一開始就提供巨大的推力。

歐空局織女星和太空乘客開發項目經理喬治·圖米諾(Giorgio Tumino) 表示:「這是一枚升空速度極快的火箭,因為它非常輕,相對於它在升空時獲得的推力而言,它相對較輕。

製作 Vega 的漫長而曲折的道路

織女星火箭可能會從發射台發射,但建造它是一個緩慢而謹慎的過程。從原料到上市需要一年的時間。

第一步是使用一種巨大的管狀模具,稱為心軸。

Avio 的生產經理 Massimo Epifani 解釋了製造Vega 的漫長而曲折的道路:「要使用碳纖維製造火箭發動機,首先需要一種稱為心軸的設備。它由許多組裝在一起的金屬部件製成,並且透過機器的旋轉部分,我們纏繞碳纖維。

「在運行過程中,火箭發動機的溫度會超過3,000 攝氏度,因此為了保護結構免受高溫影響,我們製造了一種隔熱材料,這是一種非常薄的橡膠,這是應用於心軸的第一件事,」他說。

「然後我們從線軸開始。它是用環氧樹脂預先浸漬的碳纖維,這是 Avio 的專利。利用這種材料,價值約 5,000 公里的長絲,我們將碳纖維結構纏繞到我們的心軸上。”

Avio 剛剛使用碳纖維纏繞製程製造了 P120C,這是迄今為止同類產品中最大的火箭引擎。

P120C 很重要,因為它將成為新的、更強大的 Vega 版本(稱為 Vega C)的第一階段。

它剛剛在法屬圭亞那的歐洲太空港通過了靜態防火測試。

即將推出的阿麗亞娜 6 也將使用相同的發動機,以對抗來自印度、中國和美國的競爭。

圖米諾向我們展示了歐洲太空總署的觀點:“我們正以積極進取的方式努力讓事情變得越來越有競爭力。”

“其中一個例子是 P120C 固體火箭發動機,我們正在透過兩個項目開發它:Vega C 和 Ariane 6。”

這使得協調資源成為可能,並且可以使用相同的馬達為 Vega C 作為第一級以及兩種配置中的 Ariane 6 作為捆綁式助推器。

更多衛星送入更多軌道

隨著首次 Vega C 發射計畫於 2019 年發射,目前正在進行另一項升級火箭上級的工作。

這是火箭實際飛越太空並將衛星送入客戶要求的軌道的部分。

這是唯一使用液體燃料的等級,這意味著它可以關閉和再次打開,與固體推進劑引擎不同。

Avio 系統工程主管 Irene Cruciani 解釋道:「我們在 Vega C 上開發了第四級,這樣它就可以運載比現在的 Vega 質量大得多的衛星,並且能夠多次重啟。這使得許多新發射器具有靈活性,可以發射從非常小的“立方體衛星”(僅重幾公斤)到重達2,500 公斤(對於我們的發射器來說非常大)的衛星。

憑藉輕型織女星、中型聯盟號和重型阿麗亞娜 5 號,歐空局的一系列發射器現在可以從法屬圭亞那到達任何軌道。

Vega 是家族中最年輕的成員,每次飛離發射台時,都會讓工程師們心潮澎湃。

克魯恰尼補充說:「第一次飛行是一次意想不到的成功,因為這對團隊來說是第一次,所以對我們來說,從第一次飛行開始,看到表現非常出色,這是非常令人驚訝和美麗的。

斯卡德奇亞說,你永遠不會忘記第一次升空:「從引擎內部發出的動力,無論是從噴嘴發出的火焰,還是發射器和引擎周圍震耳欲聾的噪音,都非常出色。而且第一次就像你的初戀一樣,你永遠不會忘記它!