澳大利亚将发展可重复使用火箭 或跻身航空发射领域
2015-08-14 10:03:00   来源:环球网
内容摘要
在航天上有所建树的国家仍然不多,但是随着技术的持续进步、以及财政和后勤方面的保证,澳大利亚或将很快成为其中的一员——如果昆士兰大学和Heliaq高级工程的能够联手将50到500公斤(110-1102磅)的载荷送入轨道的话。

 澳大利亚或借助Spartan跻身航空发射领域

澳大利亚昆士兰大学高超声速中心计划发展三级运载器,用于发射500千克以下小卫星,并对其进行监控。

目前,全球共有约1265颗卫星在轨运行,但卫星的发射成本很高。该项目的目标是降低卫星发射成本,使小国及组织也能发射自己的小卫星,并利用可重复使用运载系统监控其航天活动。

Spartan项目的首个阶段,主要着力于一个可重复使用的火箭助推器(Austral Launch Vehicle)。

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目前正处于开发阶段的Spartan二级下侧装有四组3D超燃烧冲压引擎

 

该运载器第一级由澳大利亚运载飞行器(ALV)构成,为可重复使用火箭,将运载器加速至Ma5以上,满足超燃冲压发动机工作条件,然后利用机翼返回基地,加注燃料后再次使用。ALV是可重复使用小卫星运载器系列的一部分,在降低航天运输成本的同时,减小对环境的影响,在2011年已经启动。第二级以超燃冲压发动机为动力,最高速度可达Ma10,释放第三级火箭后返回地面。第二级超燃冲压发动机由昆士兰大学发展。

 

昆士兰大学超高音速中心主席Michael Smart教授表示:

对于澳大利亚来说,这是一个投身于超高音速航天界的一个千载难逢的机会。目前大约有1265颗在轨卫星,但每一颗卫星的发射成本都是天文数字。

我们的项目目标是降低这一成本,并使之更加经济可行,以便小型国家和组织都能发射属于自己的卫星——通过一个可重复使用的太空发射系统来发展自己的空间活动。

可重复使用的ALV和Spartan超燃冲压引擎,使得整套系统的95%都可以重复使用,同时减少对俄罗斯导弹发射架的依赖、或者将更大的卫星送入更高的轨道,且入轨的卫星可以被该国或全球都监测到。

项目团队正在开发规模稍小一点的ALV和Spartan技术验证装置,预计翼展3米的ALV-0号机会在2015年晚些时候试飞,顺便熟悉一下系统部署和低速处理工作。

Smart教授称:“它可以像一架正常的飞机那样起飞、收起机翼、然后重新部署。本次试飞侧重于慢速下的处理,以验证该原型切实可用。我们正试图专注于新的事物,而不是经典火箭已经做过的那些事情”。

紧接着,研究小组将把精力放到相对初级的火箭动力演示(ALV-1)上。而在后续阶段,他们将继续开发测试全尺寸ALV-2、以及商用运营的ALV-3。

 

 澳大利亚NBN将发射首颗卫星 旨在改善乡村网络

经澳大利亚政府批准,国家宽带网络(NBN)公司拟于2015年9月发射首颗通信卫星。澳大利亚通信部部长马尔科姆·特恩布尔表示,这一Ka频段宽带卫星有望在2016年上半年开始提供商业服务。这意味着,澳大利亚的农村地区用户将有可能在几个月之后获得更快的宽带服务。

NBN公司卫星项目主管马特·道森表示,该公司已经与其他国际运营商签订了逾165份协议。并且NBN公司很快会告知国际电联(ITU),它将在所申报的卫星轨道资源上投入使用卫星宽带服务。

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澳大利亚通信和媒体管理局(ACMA)日前曾表示,NBN公司不需要完成频率谈判,即可发射和运行卫星。这些卫星将负责为NBN公司固网和固定无线网络覆盖区域以外的3%的澳大利亚用户提供宽带服务。

根据此前提出的变更计划,因用户搬家或根据用户暂停服务需求而导致的卫星宽带服务中断,NBN公司可以向卫星用户收取15澳元(约合人民币72.2元)的重新连接费用;对通过无线网络连接、光纤到节点(FTTN)/光纤到楼(FTTB)/光纤到户(FTTP)和混合光纤同轴电缆(HFC)到NBN网络的用户则不收取任何费用。

 

 澳大利亚科学家首次绘出磁气圈内等离子体结构

澳大利亚天文学家利用一种新方法,让位于澳大利亚西部的默奇森广域阵列(MWA)射电望远镜拥有了三维视野,探测到围绕地球的磁气圈内层存在管状的等离子体结构,并绘制出它的图像。

“60多年来,科学家一直相信存在这种结构,但绘制它的图像还是第一次。我们提供了可视化的证据,证明了它们真的在那儿。”论文第一作者、全天天体物理学卓越中心(CAASTRO)和澳大利亚悉尼大学物理学院的克莉奥·卢说,“发现这种结构非常重要,因为它们会造成信号失真,影响民用和军用卫星导航系统。所以,我们需要理解它们。”

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科学家绘出的磁气圈内管状等离子体结构

 

据报道,位于澳大利亚西部沙漠中的MWA由128个天线组成,占地约9平方公里,作为一台仪器一起工作。MWA拥有快速拍摄能力,能高效实时地拍摄等离子体的运动。

研究人员把来自东边小天线的信号和来自西边小天线的信号分开,让MWA拥有了看到三维景象的能力。“就像拥有了两只眼睛,我们能探测到这些景象的三维结构,看到它们到处移动。”卢说,“我们能测量它们之间的间距、离地高度和倾斜度。以前这是不可能的,这是一种令人兴奋的新技术。”

地球上方被自身磁场笼罩的空间,称为磁气圈,充满着大气被阳光电离所形成的等离子体。磁气圈最内层是电离层,在电离层上方是等离子层,它们形成各种奇怪的结构嵌入电离层中,比如研究人员最近发现的这种“管子”。卢说:“我们检测到它们的位置在地面上方约600公里处,在上电离层,看起来是逐渐向上进入等离子层。这里大气异常稀薄,属于向外层空间等离子区的过渡区域。”

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位于澳大利亚西部的默奇森广域阵列(MWA)射电望远镜

 

现在,MWA的三维视野有能力提供更多深入分析,揭示这些等离子结构是怎样形成的。卢的导师塔拉·墨菲说:“当研究人员第一次看到这些数据时,许多资深同事认为这结果‘太好了,以至于未必是真的’,观察过程中可能有不明原因破坏了结果,但在随后几个月里,克莉奥让他们信服了这些不仅是真的,而且具有重要的科学意义。”

 

 科普:什么是“磁气圈”?

磁气圈(磁层)是地球的磁场区域,包裹着地球周围一层看不见的带电粒子,它相当于地球磁场的保护层,使得地球免受太阳风的冲击。它可以阻挡来自太阳的带电粒子流,有效地阻挡着太阳风的侵袭,可避免带电粒子流将能量传输至大气层中的气体分子,从而使气体分子无法逃离地球的重力牵引。这一发现将有助于人们准确地推算出地球的形成时间和年龄。

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磁气圈(磁层)是地球的磁场区域,包裹着地球周围一层看不见的带电粒子,它相当于地球磁场的保护层,使得地球免受太阳风的冲击

 

磁气圈起到保护地球生物的作用,它可以阻挡来自太阳的带电粒子流,有效地阻挡着太阳风的侵袭,可避免带电粒子流将能量传输至大气层中的气体分子,从而使气体分子无法逃离地球的重力牵引。2009年5月31日,据英国报道,科学家通常认为对地球具有防护屏作用的磁气圈能够保护地球大气层,但最新研究显示,地球磁气圈却暗地里偷偷流失大气层气体。

 

给磁气圈“充电”

太阳风所带来的能量能够成为地球极光的光源并左右着范艾伦辐射带的能量。通过利用8艘地球轨道航天器成直线飞行这一稀有时机,空间物理学家已经确定太阳风能量影响极光与范艾伦辐射的位置与方式。

已知地球磁层(地球的磁场充满了等离子体)的能量来自于太阳风。在这一过程中,磁层中的等离子体成为水滴状;而磁力线则在太阳风的作用下不断延伸与压缩,能量也在这一过程中被储存下来。受能量压迫的磁力线会在地球与月球轨道中心的某一点上互相融合或者再连接。

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地球磁层能量来自于太阳风

 

但最新的研究结果显示:再连点并非仅仅只是将储存在磁层中的能量释放出来,该报告在线发表于近日的《科学》杂志上。根据最新研究,能量从再连点释放出来,在前方(朝向地球与宇宙的两个方向)各形成一个具有强烈磁力的区域,能量从该区域释放出来并以接近每小时150万公里的速度向地球和宇宙深处冲击而去。该强磁力区域会将等离子体加热,并将带电粒子送往地球,而在这一过程中所产生的狂暴能量促成了极光与辐射带的产生。

 

 研究:NASA公布磁气圈图

据媒体报道,拥有铁核的地球就像是一块巨大的磁铁,在地球周围形成一个巨大的磁场,保护我们免遭有害的太阳辐射侵袭。最近,美国宇航局公布了地球磁场——磁气圈的可视图,从太空展现地球磁场。

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美国宇航局公布的磁气圈可视图

 

这幅图像是一幅概念图,立基于进入太空时代后获取的科学观测数据。橙线和蓝线代表地球磁场线的北极性和南极性。磁气圈的磁场线肉眼不可见,但可以被传感器探测到。传感器负责计算在地球周围太空穿行的原子粒子——带电质子和电子的数量。

与臭氧层一样,磁气圈对地球上的生命至关重要。磁气圈(磁层)是地球的磁场区域,包裹着地球周围一层看不见的带电粒子,它相当于地球磁场的保护层,使得地球免受太阳风的冲击。它可以阻挡来自太阳的带电粒子流,有效地阻挡着太阳风的侵袭,可避免带电粒子流将能量传输至大气层中的气体分子,从而使气体分子无法逃离地球的重力牵引。

 

 

 

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