安塔瑞斯110是美国轨道科学公司研发的安塔瑞斯系列运载火箭的首个子型号,为两级液态燃料为主的轨道运载火箭,主要用于向近地轨道发射载荷,包括为国际空间站运送补给的天鹅座飞船,已退役,共完成2次成功发射。
安塔瑞斯110是美国轨道科学公司研制的安塔瑞斯系列运载火箭的初始配置型号,第一级使用两台AJ26发动机(基于俄罗斯NK-33改进),采用液氧/煤油推进剂,第二级使用卡斯托30固体发动机,可选第三级,火箭直径3.9米,起飞推力3265千牛,整流罩直径3.94米、长度4.87米,近地轨道运力4450千克,首飞于2013年4月21日,共执行2次成功发射任务,目前已退役。
运载参数和应用场景
安塔瑞斯110(ANTARES-110)是美国轨道科学公司(现诺斯罗普·格鲁曼航天系统分部)研发的中型液体运载火箭,也是安塔瑞斯系列火箭的首个量产构型,主要面向近地轨道发射需求,是美国商业航天发展早期承接国际空间站补给任务的核心运载工具之一。其核心运载参数如下:
| 参数项 | 具体数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 火箭全长 | 40.5米 | 不含可选上面级 |
| 起飞重量 | 276.0吨 | 标准配置下 |
| 起飞推力 | 3265千牛 | 两台AJ26发动机总推力 |
| 近地轨道运载能力 | 4450.0千克 | 200公里、倾角51.6度近地轨道 |
| 整流罩直径 | 3.9米 | 乌克兰南方设计局制造 |
| 级段数量 | 2级 | 可搭配第三级执行更高轨道任务 |
| 单发射成本 | 约8000万美元 | 2013年币值 |
安塔瑞斯110的应用场景高度聚焦低轨任务,核心定位是满足NASA商业补给服务计划的需求,为国际空间站运输货物。其4450千克的近地轨道运力刚好适配天鹅座货运飞船的发射需求,相比同期 SpaceX 猎鹰9号火箭更低的发射成本,也使其成为中小型低轨卫星组网、技术验证卫星发射的高性价比选择。由于两级构型的入轨精度偏差可控制在1%以内,该火箭也可搭载立方星、微纳卫星进行拼单发射,单次任务可同时部署多颗不同用途的低轨载荷。
技术特点
安塔瑞斯110的设计体现了轨道科学公司“成熟技术整合+国际协作降本”的研发思路,大量采用已验证的火箭技术降低研发风险,同时通过国际供应链控制成本,其核心技术特点如下:
| 系统 | 技术详情 | 技术优势 |
|---|---|---|
| 一子级 | 采用乌克兰南方设计局提供的箭体结构,基于天顶号火箭贮箱技术改进,直径3.9米,推进剂为液氧/煤油(RP-1),配备两台AJ26液氧煤油发动机 | 继承成熟贮箱设计,结构可靠性高,AJ26发动机基于苏联NK-33发动机改进,真空比冲达331秒,推力裕度达15% |
| 二子级 | 采用轨道科学公司自主研发的CASTOR 30A固体发动机,推进剂为HTPB-Al-AP复合固体燃料,喷管可双向摆动实现姿态控制 | 固体发动机结构简单、响应速度快,无需加注准备时间,二级点火后150秒即可完成入轨加速 |
| 制导系统 | 采用冗余设计的激光惯性导航+GPS复合制导,箭载计算机采用三模冗余架构,故障响应时间小于10毫秒 | 入轨精度偏差小于1公里,姿态控制精度优于0.5度,可满足货运飞船与空间站对接的轨道精度要求 |
| 整流罩 | 采用铝合金蜂窝夹芯结构,重量仅1120千克,分离系统采用爆炸螺栓+弹簧推杆设计,分离冲击小于1000g | 可保护载荷在飞行过程中不受气动加热、噪声影响,分离过程不会对卫星造成损伤 |
不过该火箭的技术路线也存在一定隐患:AJ26发动机是苏联时期遗留NK-33发动机的改装型号,部分零部件生产时间超过30年,长期储存导致的元件老化问题在后续任务中逐渐暴露;同时一子级供应链依赖乌克兰厂商,后续地缘政治变化也对该构型的持续生产造成了影响,因此安塔瑞斯110仅生产了2枚用于技术验证,后续便被改进型安塔瑞斯120、130构型替代。
发射历史和重要任务
安塔瑞斯110构型总计执行2次发射任务,全部取得成功,验证了火箭设计的可行性,为后续安塔瑞斯系列火箭的量产和任务承接奠定了基础,两次发射的详细信息如下:
| 发射序号 | 发射代码 | 发射时间 | 发射工位 | 载荷 | 入轨卫星数量 | 任务结果 | 任务意义 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2013-016 | 2013年4月21日 | 美国弗吉尼亚州瓦勒普斯岛发射场WLPIS工位 | 天鹅座质量模拟器、电话卫星1.0A、电话卫星1.0B、鸽子1号、电话卫星2.0b | 5 | 成功 | 安塔瑞斯火箭的首次试飞任务,验证了火箭各系统的工作可靠性,轨道科学公司成为继SpaceX之后第二家具备商业近地轨道发射能力的美国企业 |
| 2 | 2013-051 | 2013年9月18日 | 美国弗吉尼亚州瓦勒普斯岛发射场WLPIS工位 | 天鹅座货运飞船CYGNUS(国际编号2013-051A) | 1 | 成功 | 天鹅座飞船的首次验证飞行任务,飞船成功与国际空间站完成对接,交付了700千克的物资,标志着轨道科学公司正式具备为空间站提供补给服务的能力 |
两次发射任务总计将6颗航天器送入预定轨道,发射成功率100%。其中第二次发射的CYGNUS飞船是美国商业补给服务计划中第二艘完成空间站对接的货运飞船,任务成功后NASA正式向轨道科学公司开放了常态化补给任务合同,后续安塔瑞斯系列火箭累计执行了10余次空间站补给任务,成为后航天飞机时代美国空间站补给的核心运力之一。不过安塔瑞斯110作为初代验证构型,在两次飞行完成后便停止生产,后续改进型号升级了二子级为CASTOR 30B/30XL,运力提升至4600千克,进一步降低了单位载荷发射成本。2014年安塔瑞斯130构型发射失败后,轨道科学公司放弃了AJ26发动机路线,后续安塔瑞斯230系列改用俄罗斯RD-181发动机作为一子级动力,继续执行空间站补给任务至2020年代。


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