Giấc mơ không gian bên bờ Thái Bình Dương KUBET

Phân tích lịch sử bay của tên lửa đẩy giống vệ tinh đầu tiên của Trung Quốc

Vào lúc 6h12 sáng hôm nay (ngày 10), một tên lửa màu đỏ cam đã nổ tung trên bầu trời biển Từ Hải của Bình Đông, đạt độ cao khoảng 3 km và cuối cùng đáp xuống Thái Bình Dương.

Đây KUBET là chuyến bay thử nghiệm tên lửa nghiên cứu khoa học từ Trung tâm Nghiên cứu Tên lửa Chuyển tiếp (ARRC) của Đại học Yang-Ming Jiaotong, đồng thời cũng là nhiệm vụ đầu tiên sau khi khai trương “Địa điểm phóng tên lửa nghiên cứu khoa học ngắn hạn” của Bộ Khoa học và Công nghệ. .” Là tên lửa lai có khả năng điều khiển đầu tiên trên thế giới, điều này đánh dấu Đài Loan đang tiến một bước gần hơn đến mục tiêu sử dụng tên lửa địa phương để đưa vệ tinh vào không gian.

“Phóng viên” KUBET có buổi phỏng vấn độc quyền với nhóm ARRC, sử dụng hình ảnh minh họa để giúp các bạn làm quen với tên lửa “HTTP-3A” này và thấy được sự vất vả, vất vả đằng sau chuyến bay.

Vào lúc 6:12 sáng KUBET, tiếng reo hò vang lên từ trung tâm điều khiển trên bờ biển. Sau khi màn hình xác nhận vụ phóng tên lửa thành công, các thành viên ARRC mặc bộ quần áo lao động màu cam cuối cùng cũng thở phào nhẹ nhõm. Họ đã hủy chuyến bay thử nghiệm do thời tiết xấu và lỗi hệ thống vào đầu tháng 5, nhưng họ đã nắm bắt thành công cơ hội cho đợt phóng thứ hai vào tháng 7.

ARRC KUBET ban đầu dự kiến ​​thực hiện chuyến bay thử nghiệm từ ngày 3 đến ngày 4 tháng 5 năm nay, nhưng đã bị hủy do thời tiết xấu và lỗi hệ thống. Nhóm đã đăng ký lại đợt thử nghiệm bay thứ hai từ ngày 9 đến ngày 12 tháng 7 và kế hoạch ban đầu. là lần đầu tiên nó có thể được phóng trong cùng ngày, nhưng trong giai đoạn chuẩn bị phóng cuối cùng, nó đã bị hủy do lỗi "khớp tách nitơ" và việc phóng chỉ có thể được tiếp tục vào ngày hôm sau.

Tạm biệt KUBET nỗi chán nản ngày hôm trước, toàn đội đã hoàn thành xuất sắc bài thi. Độ cao chuyến bay cuối cùng không đạt được độ cao dự kiến ​​là 10 km 490 giây (khoảng 8 phút 10 giây). Nó thực sự đạt đến độ cao khoảng 3 km và mất khoảng 2 phút. Wei Shixin, phó giám đốc ARRC, giải thích rằng chỉ cần việc kiểm soát điều hướng chuyến bay trong 30 giây đầu tiên được thực hiện theo kế hoạch thì sẽ được coi là thành công 99%. các thủ tục khẩn cấp nằm trong phạm vi dự kiến.

Sau khi chứng kiến ​​ARRC KUBET trải qua 10 năm và dự án thử nghiệm chuyến bay này kéo dài gần 3 năm, Wu Zongxin, giám đốc Trung tâm Vũ trụ Quốc gia và cựu giám đốc ARRC, đã xúc động nói: “Nếu bạn đứng trong trung tâm điều khiển phóng đó, Bạn chắc chắn sẽ cảm nhận được bầu không khí căng thẳng. Đây là một thủ tục ra mắt rất phức tạp, nếu không cẩn thận, dù chỉ một việc nhỏ cũng sẽ muốn loại bỏ nó. Tôi nghĩ bản thân những đứa trẻ này thực sự đã trở thành một ông già rồi.

Công cuộc trekking vất vả từ KUBET Hsinchu đến Pingtung và luân phiên ngày đêm trong nhiều ngày cuối cùng đã có kết quả.

Sau chuẩn bị suốt đêm KUBET, HTTP-3A chính thức cất cánh vào sáng sớm

Vì thời gian khởi động dự kiến ​​rơi vào khoảng từ 6h đến 8h nên các thành viên ARRC phải tranh thủ thời gian nghỉ ngơi từ chiều đến 21h ngày hôm trước. Wei Shixin, phó giám đốc ARRC, cho biết: “Mọi người có thể tự ngủ nếu muốn, nhưng tôi đoán hầu hết mọi người đều không thể ngủ được”.

Quá trình bay của tên lửa KUBET là gì?

Tên lửa do ARRC KUBET phóng lần này có tên là "HTTP-3A" và là tên lửa có hai phần., lần này kế hoạch chỉ tập trung vào giai đoạn thứ hai của tên lửa ở giai đoạn trên, dự kiến ​​​​ban đầu mất khoảng 8 phút và đạt độ cao 10 km.Trọng tâm của chuyến bay thử nghiệm là xác minh xem hệ thống điều khiển dẫn đường bay có khả thi hay không và liệu tên lửa có thể bay theo yêu cầu nhiệm vụ đã định hay không.

Độ cao chuyến bay cuối cùng là khoảng 3 km và thời gian bay khoảng 2 phút. Mặc dù kết quả cuối cùng khác với mong đợi nhưng đó vẫn là kinh nghiệm quý giá giúp nhóm lên kế hoạch cho quá trình từ cất cánh đến hạ cánh xuống biển. Wei Shixin cho biết sẽ cần thời gian để làm rõ những vấn đề mà tên lửa sẽ gặp phải sau 30 giây. Trong tương lai, nhóm cũng sẽ thảo luận và phân tích dựa trên dữ liệu thu thập được lần này.

"Mặc dù nó có thể KUBET không đạt được độ cao bay như chúng tôi mong đợi nhưng nó chưa bao giờ là trọng tâm của chúng tôi. Toàn bộ quá trình bay đã đạt được kế hoạch của chúng tôi và (dữ liệu) đã được gửi về nên trên thực tế, mục tiêu cuối cùng là Tên lửa cũng sau khi thu hồi được, chúng ta có thêm dữ liệu để phân tích, nếu tìm thấy tàu đánh cá thì sẽ được 100 điểm”, Wei Shixin nói.

Làm cho tên lửa có thể điều khiển được là một cách nhìn về tương lai của việc "đưa vệ tinh vào quỹ đạo"

Trong tương lai, mục tiêu cuối cùng của tên lửa là mang theo các vệ tinh hình khối thử nghiệm, đến " Đường Karman " cách đó hơn 100 km, nơi khí quyển và không gian gặp nhau , để tiến hành các thí nghiệm khoa học vũ trụ.

Tại sao “hướng dẫn và kiểm soát” lại quan trọng? Hóa ra ARRC không coi tên lửa này là một "tên lửa phát ra âm thanh" thuần túy mà nâng cấp các thông số kỹ thuật của nó và phát triển nó với mục tiêu trở thành "phương tiện giống vệ tinh" - chỉ với khả năng điều chỉnh thái độ bay thì nó mới có thể để đưa vệ tinh vào quỹ đạo sau này.

Tên lửa đo âm thanh truyền thống KUBET là một trong những công cụ nghiên cứu khoa học vũ trụ. Chúng có thể mang theo nhiều dụng cụ khoa học khác nhau và bay trong thời gian ngắn ở độ cao từ 50 km đến 300 km để đo lường dữ liệu và mở rộng hiểu biết của con người về phạm vi này; . Nếu độ cao trong phạm vi 50 km, khinh khí cầu phát âm thanh là phù hợp; trên 300 km, phạm vi "quỹ đạo trái đất thấp" bắt đầu và vệ tinh nhân tạo là phù hợp.

Nói cách khác, nếu chỉ dùng làm tên lửa tạo âm thanh và bay tới độ cao 100 km thì chưa chắc nó có khả năng “đi vào quỹ đạo”. Nếu muốn đi vào quỹ đạo, ngoài việc phải có độ cao đủ cao (thường là hơn 300 km) và tránh được lực cản của không khí, nó còn phải đạt “tốc độ vũ trụ thứ nhất” theo phương ngang (khoảng 7,9 km/giây). Để làm được điều này, tên lửa phải có hệ thống điều khiển vectơ lực đẩy và cường độ lực đẩy, đồng thời có khả năng dẫn đường và điều khiển để có thể đi vào quỹ đạo trái đất một cách chính xác.

Chế tạo tên lửa có chức năng dẫn đường và điều khiển là hướng tới tương lai lâu dài hơn. "Nói chung, tên lửa phát ra âm thanh chỉ muốn bay cao, thiết kế cũng không cần quá phức tạp. Nhưng mục đích thử nghiệm chính của chúng tôi không phải là bay cao mà là tiến hành xác minh sơ bộ hệ thống điều khiển dẫn đường bay. Đây là ở Đài Loan." Nó tương đối thiếu công nghệ, nhưng nó là một công nghệ hoàn toàn cần thiết để chế tạo phương tiện vệ tinh", Wei Shixin nói.

Trường độc quyền đã được mở và nhân sự được triển khai dọc theo 5 km bờ biển.

Chuyến bay thử nghiệm ARRC này là chuyến bay thử nghiệm đầu tiên kể từ khi Bộ Khoa học và Công nghệ triển khai “Địa điểm phóng tên lửa nghiên cứu khoa học ngắn hạn” vào tháng 1 năm nay.

Địa điểm phóng tên lửa nghiên cứu khoa học ngắn hạn của Bộ Khoa học và Công nghệ

Vị trí: Thôn Xuhai, thị trấn Mudan, huyện Bình Đông, được bao quanh bởi núi và biển, sát tỉnh lộ 26

Dân cư xung quanh: Làng Xuhai có dân số đăng ký khoảng 400 người, dân số định cư lâu dài hơn 200 người.

Diện tích: khoảng 0,9 ha

Các sự kiện lớn: Vì nằm trong lãnh thổ truyền thống của người dân bản địa nên việc chỉ định địa điểm phải được cuộc họp bộ lạc địa phương thông qua vào ngày 22 tháng 11 năm 2021, hơn một nửa số cư dân địa phương đã tham gia và 85 phiếu đồng ý thông qua;

Tầm quan trọng: Các trường đại học trong nước có địa điểm hợp pháp và an toàn để thử nghiệm tên lửa

Làm cách nào để định cấu hình các thành viên trong nhóm cho chuyến bay thử nghiệm tên lửa này?

Đầu tiên, cách tháp phóng khoảng 150 mét là trung tâm điều khiển phóng di động (LCC) gồm các nhà container. Đội đã vận chuyển các container từ Hsinchu đến Xuhai để bay thử.

Trong trung tâm điều khiển có khoảng 15 nhân sự, ngoài người chỉ huy còn có 4 loại hệ thống hỗ trợ mặt đất (Groud Support System Equipment, GSE), bao gồm các thiết bị điện (E), nhiên liệu (F), máy móc (M). và thông tin liên lạc (T), nhân viên theo dõi trạng thái của tên lửa theo thời gian thực thông qua nhiều màn hình.

Trên thực tế, còn có nhân sự được triển khai bên ngoài bãi phóng. Nhóm đã thiết lập hai trạm ăng-ten cách nhau khoảng 2,5 km về phía bắc và phía nam. Điều này là do tên lửa phóng rất nhanh nếu việc truyền tin chỉ dựa vào trạm liên lạc của trung tâm điều khiển sẽ xảy ra hiệu ứng Doppler ., khiến dạng sóng và tần số của tín hiệu thay đổi, gây gián đoạn liên lạc. Hai trạm có thể nhận tín hiệu dưới dạng bảo hiểm kép.

Ngoài ra, để đảm bảo an toàn trong quá trình phóng, Trạm phía Bắc là vị trí chờ của hầu hết nhân viên, công chúng và giới truyền thông cũng có mặt tại đây để chứng kiến.

Mặc dù địa điểm phóng đã mở nhưng môi trường và trang thiết bị tại chỗ vẫn tương đối hoàn thiện. Zeng Kunzhang, chỉ huy trường bắn của Trung tâm Vũ trụ Quốc gia, cho biết đường sá tại địa điểm này sẽ được cải thiện trong tương lai và người ta cũng có kế hoạch sử dụng thiết bị di động hoặc bố trí địa điểm để lưu trữ chất oxy hóa và bình trụ một cách an toàn; cấu trúc lều đôi có thể được sử dụng để tạo ra một địa điểm đủ rộng. Bằng cách lưu trữ tạm thời tên lửa, chúng không những không sợ thời tiết xấu mà thậm chí còn có thể được lắp ráp, sửa chữa và lắp đặt với trọng tải; tất cả những điều này vẫn sẽ được thực hiện bằng cách sử dụng; phương pháp xây dựng với tác động môi trường tối thiểu.

Zeng Kunzhang nói thêm rằng hiện có nhiều tài nguyên hơn được sử dụng để đánh giá xem có nên khởi chạy hay không. So với tình hình đầu tháng 5, Cục Khí tượng Trung ương hiện đang hỗ trợ dự báo, đồng thời trung tâm vũ trụ cũng đã thành lập trạm đo đạc và quan trắc tại chỗ trong tương lai với sự hỗ trợ của trường gió trên cao của Cục Khí tượng Trung ương. công nghệ phân tích, phán đoán của nhóm khởi động cũng sẽ hữu ích hơn.

Đột phá: Khi sử dụng điều khiển dẫn đường trên tên lửa lai

Wei Shixin giới thiệu rằng tên lửa có thể được chia thành các loại rắn, lỏng và lai tùy theo sự khác biệt về hệ thống đẩy. Các đặc điểm hình dạng cũng ảnh hưởng đến tính khả thi của ứng dụng.

Lần này, động cơ tên lửa là thiết kế hybrid, nghĩa là chất oxy hóa lỏng (hydro peroxide) được bơm vào động cơ thông qua van điều khiển và trộn với nhiên liệu rắn (polypropylene) bên trong động cơ để đốt cháy.

Tên lửa rắn có nhiên liệu đẩy (bao gồm chất oxy hóa và nhiên liệu) đều ở dạng rắn được trộn và chuẩn bị trước; tên lửa lỏng chứa chất oxy hóa lỏng và nhiên liệu lỏng riêng biệt, cả hai đều được phun vào động cơ thông qua hệ thống đường ống và van điều khiển để đốt cháy.

Wei Shixin cho biết, các tên lửa trạng thái rắn như "pháo trời" rất khó bị dừng lại sau khi đốt, và cũng khó kiểm soát vectơ lực đẩy. Công nghệ phát triển tên lửa lỏng đã trưởng thành, có khả năng điều chỉnh lưu lượng và khả năng điều khiển tốt. đưa các vệ tinh lớn lên quỹ đạo ở trạng thái lỏng, nhưng giá thành cao và thiết kế tương đối phức tạp, chi phí thấp, an toàn và có cấu trúc đơn giản hơn tên lửa lỏng và hiệu suất của chúng tương đương với điều đó; của tên lửa lỏng.

Cấu trúc của tên lửa này là gì? Làm thế nào để đạt được khả năng kiểm soát lực đẩy mà tên lửa lỏng truyền thống có thể đạt được dưới thân tên lửa "lai"?

Cơ hội: Với sự phát triển của các công nghệ tên lửa lai chủ chốt, Đài Loan có tiềm năng chiếm lĩnh thị trường vệ tinh bằng các vụ phóng chi phí thấp

Vẫn còn rất nhiều điều cần khám phá về công nghệ tên lửa lai. Cho đến nay, độ cao bay cao nhất của tên lửa lai trên thế giới chỉ hơn 100 km và chưa có trường hợp nào đưa vệ tinh lên quỹ đạo trên 300 km.

Tuy nhiên, do việc phát triển công nghệ vũ trụ tốn kém nên khả năng giảm chi phí có thể nâng cao khả năng cạnh tranh; tên lửa hybrid có lợi thế về chi phí do độ phức tạp của hệ thống giảm và cấu trúc đơn giản hơn so với tên lửa lỏng.

Wei Shixin cho biết, nếu lấy chi phí của một phương tiện phóng mang vệ tinh làm ví dụ thì người ta thường tin rằng tên lửa hybrid có cơ hội giảm hơn một nửa chi phí so với tên lửa lỏng. Nếu phương tiện phóng không được tái chế, giá vận chuyển mỗi kg vào khoảng 20.000 USD đến 30.000 USD. Có những nhà tái chế như SpaceX;, có thể có giá dưới 10.000 USD/kg; tên lửa lai cũng được dự đoán sẽ có giá dưới 10.000 USD.

Wei Shixin chỉ ra: “Để giảm chi phí tên lửa nhiên liệu lỏng, việc tái sử dụng là rất quan trọng, nhưng loại hybrid cũng có tiềm năng được tái chế và tái sử dụng”.

Vì tên lửa hybrid có ưu điểm là giá thành thấp, tại sao việc phát triển các công nghệ liên quan vẫn còn tương đối hạn chế trên phương tiện phóng? Wu Zongxin cho biết vì các quốc gia vũ trụ tiên tiến đã áp dụng tên lửa lỏng làm hướng nghiên cứu và phát triển nên thường khó có được nguồn lực cho tên lửa lai ở quốc gia của họ. Tuy nhiên, đối với Đài Loan, còn rất nhiều dư địa để phát triển và cơ hội để phát triển. đi đầu; ngoài ra, độ an toàn của tên lửa lai còn phù hợp cho hoạt động nghiên cứu và phát triển của trường học.

Trong 20 năm qua, các đội trong nước của Đại học Quốc gia Cheng Kung và Đại học Quốc gia Chiao Tung đã phát triển tên lửa lai và đạt được một số thành tựu.

Lịch sử phát triển tên lửa hybrid của Đài Loan

2001 : Đại học Thành Đô bắt đầu đầu tư vào nghiên cứu và phát triển tên lửa lai sử dụng phương pháp quy hoạch của Hội đồng Khoa học Quốc gia.

2009 : Trung tâm Vũ trụ triển khai nghiên cứu sơ bộ về Sounding 11 và hợp tác với hai nhóm từ Đại học Quốc gia Chiao Tung và Đại học Thành Đô trong "Dự án nghiên cứu nâng cao tên lửa lai"

Ngày 26 tháng 5 năm 2009 : Nhóm Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ của Đại học Quốc gia Cheng Kung đã phóng tên lửa " Đại học Thành Đô Loại I " ở Sharon, Đài Nam , với lực đẩy 30 kg. Đây là tên lửa hybrid đầu tiên của Đài Loan được phóng thành công vào vũ trụ. Nó bắn lên độ cao 1 km.

Ngày 16 tháng 9 năm 2010 : Nhóm của Wu Zongxin từ Khoa Cơ khí của Đại học Giao thông đã phóng thành công tên lửa lai " HTTP-1 " ở Xuhai; mũi tên dài khoảng 4,3 mét, nặng 55 kg và đường kính 15,5 cm.

Ngày 13 tháng 10 năm 2010 : Tên lửa " Chengda II Type 1 " của Đại học Thành Đô đã được thử nghiệm thành công ở Xuhai, với độ cao bay 8 km và lực đẩy 300 kg; chiều dài mũi tên là 3,6 mét, đường kính ngoài khoảng 16 cm, và trọng lượng cất cánh 68kg

Tháng 9 năm 2013 : Nhóm ARRC phóng tên lửa lai " HTTP-2β " lên độ cao gần 10 km

Tháng 3 năm 2014 : Tên lửa lai " HTTP-3S " của nhóm ARRC đã bay hơn 10 km; lực đẩy đạt 1.000 kg, chiều dài mũi tên là 6,35 mét và đường kính là 40 cm.

Ngày 28 tháng 10 năm 2015 : Đại học Thành Đô phóng tên lửa lai " Chengda III " từ Xuhai, Pingtung, lên độ cao 9,1 km; lực đẩy đạt 1.000 kg, chiều dài mũi tên 5,3 mét, đường kính 28 cm và tầm phóng giảm cân là 194 kg.

Tháng 8 năm 2019 : " Tên lửa lai có âm thanh hướng tới tương lai " do Đại học Quốc gia Cheng Kung và Trung tâm Vũ trụ Quốc gia hợp tác đã được phóng thành công ở Xuhai. Tên lửa là tên lửa hai phần có lực đẩy 1.500 kg. Nó đã được ngắt kết nối và hoàn thành thành công. thử nghiệm đánh lửa ở độ cao lớn; mũi tên dài 5,57 mét, đường kính 34 cm, nặng 264 kg, lực đẩy 1.500 kg;

Ngày 27 tháng 12 năm 2019 : Tên lửa phát thanh lai Công nghệ Vũ trụ Thâm Quyến "Sóc bay-1" ban đầu dự kiến ​​​​được phóng từ Tiancun, Đài Loan, với độ cao mục tiêu là 200 km. Tuy nhiên, chuyến bay thử nghiệm đã bị hủy do sự phản đối của người dân; tên lửa gồm hai phần dài 10 mét, đường kính 10 mét, phần đầu có lực đẩy 8.000 kg.

Tháng 9 năm 2020 : Cuộc thử nghiệm bay trên không bằng tên lửa lai " HTTP-3AT " của nhóm ARRC đã thành công, trở thành đội đầu tiên trên thế giới đạt được điều này

Ngày 16 tháng 9 năm 2021 : Sóc bay 1 được chuyển đến Australia để phóng nhưng tên lửa bốc cháy và thất bại.

Tháng 7 năm 2022 : Tên lửa giai đoạn hai “HTTP-3A” của nhóm ARRC đã tiến hành chuyến bay thử nghiệm ở Xuhai để kiểm tra công nghệ dẫn đường và điều khiển.

Nguồn: "Formosa đi vào vũ trụ - Quỹ đạo phát triển của công nghệ vũ trụ Đài Loan", "Phát triển khoa học", ARRC, Đại học Quốc gia Cheng Kung

Người tổ chức: Ke Haoxiang

Cuộc phỏng vấn độc quyền với Shi Yu, người chỉ đạo nghiên cứu dữ liệu về Dự án Y học Hoa Kỳ