戰神一號運載火箭
戰神一號運載火箭為美國國家航空航天局在星座計劃中所研製的載人太空載具。美國航天暨太空總署將使用戰神一號運載火箭發射獵戶座太空船,將於2010年航天飛機退役後接替其載人任務。
戰神一號運載火箭之前被認為是載人太空載具,而戰神五號運載火箭在星座計劃中則是提供戰神一號運載火箭補給的載貨太空載具。戰神一號及五號運載火箭以希臘神話中的戰神命名,等同於羅馬神話的馬斯神。2009年10月,戰神一號的亞軌道測試版,戰神I-X火箭進行測試飛行,目前,火箭發射因為天氣原因延後。
戰神一號運載火箭於星座計劃中之用途
戰神一號運載火箭在星座計劃中屬運送機組員的載人太空載具。不同於航天飛機是人貨混合同時發射的太空載具,於星座計劃中戰神一號及五號運載火箭將分別載人及載貨分兩次發射。分兩次發射可預留較多特殊設計的空間,完成不同目的的任務。
戰神一號運載火箭主要設計為發射獵戶座太空船的火箭,獵戶座太空船為膠囊式的載人太空船,可將太空人運送到國際太空站、月球甚至是火星。
設計
第一節
戰神一號運載火箭的第一節為可重複發射的固態輔助火箭,較航天飛機的固態輔助火箭(SRB)為大。航天飛機的輔助火箭為四段式,戰神一號運載火箭則有五段,推力較大且推進時間也較久。
其他修改如將移除聯結航天飛機外部燃料槽(ET)的支架也將固態輔助火箭的鼻錐改為承接第二節的液體燃料槽,改良後的火箭將於聯結處裝備固態燃料分離引擎,於第二節引擎點火前將一二節分離。
第二節
戰神一號運載火箭的第二節推進動力是J-2X火箭引擎,燃料是液態氫及液態氧(LOx)。在2007年7月16日,美國國家航空航天局宣布由洛克達因為J-2X火箭引擎的地麵測試和試驗飛行的公司,也是唯一一家簽署J-2X引擎的公司。
原本美國國家航空航天局打算使用航天飛機主引擎當第二節,但由於價格高昂(每顆引擎$55-6千萬美元),如果重新設計引擎,也要經過地麵及真空測試;再者,第二節是不可重複使用的,所以決定使用J-2X火箭引擎,最重要的是其價格低廉(每顆引擎$2千萬美元),而且隻要改良,不必重新研發。
雖然J-2X火箭引擎是從現有的引擎改良,燃料供應係統卻是全然新的。原先計劃由航天飛機外燃料槽的內部結構進行修改,以"內槽"的方式分開燃料槽及氧化劑槽。最後使用阿波羅時期的概念,並不用內槽結構來減輕重量,而是在兩個槽間以隔壁隔開。
現今的設計,使用簡約的方式增加推進劑容量:以隔板隔開的燃料槽可裝載297,900磅(約135噸)。較重的燃料可降低第二節引擎點火時的瞬間加速度,僅06G。
第二節的頂端將裝配載人的獵戶座太空船,下發也裝設有類似農神一B運載火箭及農神五號運載火箭的推進係統,能在火箭飛行時控製第一及第二節的翻滾。
戰神一號運載火箭的第二節也和航天飛機的外部燃料槽使用相同的泡綿絕緣體,可隔絕低溫推進劑受熱,且肯尼迪航天中心的氣候潮濕,同樣的絕緣材料也用在哥倫比亞號航天飛機上,但被絕緣材料的破片擊中,造成返航時燒毀,然而戰神一號運載火箭不會有此危險。
在2007年8月28日,美國國家航空航天局宣布與波音公司簽約設計戰神一號運載火箭的上麵級。上麵節將由美國國家航空航天局的密喬零件裝配廠負責製造,即現今幫美國國家航空航天局製造航天飛機液態氫/液態氧燃料槽的一個裝配廠。此裝配廠在1960年代即建造農神五號運載火箭的S-IC節,當時屬於波音公司的廠房。
戰神一號運載火箭設計曆史
戰神一號運載火箭和戰神五號運載火箭這兩款運載火箭顯現出美國國家航空航天局的工程概念。戰神一號運載火箭將配有一支五段式的固態火箭(非航天飛機的四段式固態輔助火箭),第二節長度較第一節短。