Basic Information
Manufacturer 诺斯罗普·格鲁曼公司
Development Agency 轨道科学公司(Orbital ATK)
Rocket Type 中型液体燃料运载火箭
Stages 两级
First Flight 2016年10月17日首飞
Launch Count 5 times
Technical Parameters
Rocket Height 42.5米
Liftoff Weight 约290吨
Fairing Diameter 3.9 米
Launch Cost 约8000万美元
Payload Capacity
6,500 kg
LEO Capacity
Summary

安塔瑞斯230火箭是美国为替代爆炸退役的安塔瑞斯100系列而研制的中型运载火箭,主要用于执行天鹅座货运飞船向国际空间站的补给任务,2016年首飞,采用RD-181液氧煤油发动机作为一级动力,近地轨道运力达6.5吨,后升级为230+构型,因俄罗斯停止供应发动机,该系列火箭最终被安塔瑞斯330替代。

安塔瑞斯230火箭是轨道科学公司在安塔瑞斯100系列火箭爆炸退役后,为满足NASA商业货运补给合同需求紧急研制的中型运载火箭。一级采用两台俄罗斯RD-181液氧煤油发动机,二级使用Castor 30XL固体发动机,整流罩直径3.9米,全长42.5米,起飞重量约290吨,51.6度倾角近地轨道运力6.5吨,2016年10月17日首飞成功,累计发射5次全部成功,后续升级为230+构型,运力提升至约8吨。受俄乌冲突影响俄罗斯停止供应RD-181发动机,该系列火箭最终被美国自研的安塔瑞斯330火箭取代。

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运载参数和应用场景

安塔瑞斯230(ANTARES-230)是美国轨道科学公司(Orbital ATK,后被诺斯罗普·格鲁曼收购)研发的中型液体燃料运载火箭,其核心定位是填补安塔瑞斯100系列火箭退役后的运力缺口,优先满足美国国家航空航天局(NASA)的国际空间站商业货运补给需求。该火箭的核心运载参数如下表所示:

参数项 具体数值
火箭全长 42.5米
起飞重量 290.0吨
近地轨道最大运载能力 6500.0千克
箭体直径 3.9米
发射成本 约8500万美元/次
设计寿命 一次性使用

在应用场景方面,安塔瑞斯230的核心任务是执行天鹅座货运飞船的发射任务,为国际空间站输送补给物资、科学实验载荷及其他设备。6.5吨的近地轨道运力可以完全满足增强型天鹅座飞船的发射需求,单次任务就能运输超过3吨的货物,理论上仅需4次发射即可完成原计划5次普通天鹅座飞船的补给合同,大幅提升了货运补给效率。此外,轨道科学公司也曾计划将其用于中型商业卫星发射,填补德尔塔II型火箭退役后的中型运载火箭市场空白,可兼顾低轨道通信卫星组网、地球观测卫星发射等需求,但受市场竞争影响,该应用方向并未落地。所有5次发射任务均从美国弗吉尼亚州瓦勒普斯岛的WLPIS发射台执行,该发射台也是天鹅座货运飞船的专属发射工位。

技术特点

安塔瑞斯230是在2014年安塔瑞斯100系列火箭发射爆炸事故后紧急研制的改进型号,核心目标是在最短时间内恢复可靠的中型运载能力,因此大量采用成熟技术降低研发风险,其主要技术配置如下表所示:

系统层级 技术参数
一级动力 2台俄制RD-181液氧煤油发动机,单台推力约200吨,比冲优于前代NK-33发动机
二级动力 1台Castor 30XL固体火箭发动机,燃料为端羟基聚丁二烯(HTPB)
级数 两级构型,无附加第三级(型号命名中末尾“0”即代表无第三级)
推进剂类型 一级使用精炼煤油(RP-1)+液氧组合,二级使用固体推进剂
制导方式 惯性导航系统配合迭代制导算法,入轨精度满足货运飞船对接要求
结构设计 采用模块化箭体结构,一级贮箱沿用前代成熟设计,仅调整发动机安装接口

在技术研发思路上,安塔瑞斯230充分体现了“快速迭代、可靠性优先”的特点。由于前代火箭的爆炸事故源于NK-33发动机的可靠性缺陷,研发团队直接选用了技术成熟、性能稳定的俄制RD-181发动机,该发动机与RD-170、RD-180发动机属于同一系列,推力和比冲均有显著提升,仅通过小幅调整箭体接口就完成了动力系统替换,最大限度减少了研发工作量,从项目启动到首飞仅用了不到2年时间。不过为了避免箭体结构过载,安塔瑞斯230在最大动压段需要降低发动机推力,限制了运力的进一步释放,这一问题后续在230+改进型上通过结构增强和飞控软件升级得到了解决。总体而言,安塔瑞斯230的技术设计兼顾了可靠性和研发效率,5次发射全部取得成功,完美达成了“快速填补运力空白”的研发目标。

发射历史和重要任务

安塔瑞斯230火箭从2016年首飞至2019年完成最后一次任务,累计执行5次发射任务,全部取得成功,累计将44颗卫星送入预定轨道,完美完成了NASA的商业补给合同要求,具体发射记录如下表所示:

发射代码 发射时间 发射工位 入轨卫星数量 核心任务
2016-062 2016年10月17日 WLPIS 5 首飞任务,发射OA-5天鹅座货运飞船,验证火箭整体可靠性,为后续恢复常态化货运补给奠定基础
2017-071 2017年11月12日 WLPIS 15 发射OA-8天鹅座货运飞船,除为空间站输送约3.3吨补给物资外,还携带14颗立方星,主要用于低轨道通信技术演示和地球观测实验
2018-046 2018年05月21日 WLPIS 7 发射OA-9E天鹅座货运飞船,运输包括生物实验载荷、空间站维修设备在内的共计3.4吨货物,同时搭载6颗技术验证小卫星
2018-092 2018年11月17日 WLPIS 4 发射NG-10天鹅座货运飞船,首次使用增强型货运飞船,运输货物总量提升至3.7吨,同时搭载3颗高校研发的立方星,开展微重力环境下的材料科学实验
2019-022 2019年04月17日 WLPIS 13 安塔瑞斯230标准型的最后一次发射,任务核心为发射CYGNUS NG-11天鹅座货运飞船,运输3.4吨物资,包括全球首款便携式太空扫描电子显微镜、心肌细胞培养实验装置等科研载荷。本次任务还搭载了12颗附加小卫星,包括美国空军研发的NARSSCUBE-2空间态势感知卫星、QUANTUM-RADAR 3量子雷达技术验证星、RFTSAT射频技术试验星,以及AEROCUBE系列立方星和SEEKER微小卫星在轨服务验证器,覆盖了空间探测、量子通信、在轨服务等多个前沿技术领域。

5次发射的连续成功,证明了安塔瑞斯230火箭设计的可靠性,不仅及时填补了美国商业货运补给的运力缺口,也为后续的安塔瑞斯230+改进型火箭奠定了技术基础。不过受SpaceX猎鹰9火箭可重复使用技术带来的成本优势冲击,安塔瑞斯230未能拓展商业发射市场,仅完成了5次货运补给任务就被后续改进型号替代,其历史使命更多体现在特殊时期的运力保障作用,是美国商业航天发展历程中承上启下的重要中型运载火箭。

Reference Sources: 科普中国 腾讯网
Cover Image
安塔瑞斯230火箭
Model Evolution
Predecessor 安塔瑞斯100系列火箭
Current 安塔瑞斯230火箭
Successor 安塔瑞斯230+火箭、安塔瑞斯330火箭