安塔瑞斯230+是美国诺斯罗普·格鲁曼公司旗下的中型一次性运载火箭,为安塔瑞斯230的改进型号,主要用于执行国际空间站货运补给任务,发射天鹅座货运飞船,2023年完成最后一次发射后退役。
安塔瑞斯230+火箭箭高42.5米,直径3.9米,采用两级构型:第一级使用煤油+液氧液体燃料,配备两台俄罗斯RD-181发动机;第二级使用HTPB固体燃料,配备单台Castor 30XL发动机。该型号改进了第一级箭体结构,可在最大动压阶段无需减速,最大加速度超过5G,近地轨道运力达8.12吨,发射成本约8500万美元/次。由于俄罗斯停止供应RD-181发动机,该型号在完成NG-19货运任务后退役,后续由安塔瑞斯330替代。
一、运载参数和应用场景
安塔瑞斯230+(ANTARES-230-PLUS)是美国轨道科学公司(现并入诺斯罗普·格鲁曼旗下轨道ATK)与乌克兰南方设计局联合研发的中型一次性运载火箭,其研发初衷是为美国国家航空航天局(NASA)提供低成本、高可靠性的近地轨道货运补给服务,后续也逐步拓展了商业小卫星组网、科学试验载荷发射等应用场景,核心运载参数如下:
| 参数类别 | 具体指标 |
|---|---|
| 火箭全长 | 42.5 m |
| 起飞重量 | 300.0 t |
| 整流罩参数 | 直径3.9 m,长度9.9 m |
| 近地轨道(LEO)最大运载能力 | 8120.0 kg |
| 标准任务轨道适配 | 可支持51.6度倾角近地轨道、太阳同步轨道等 |
| 载荷适配能力 | 兼容标准货运飞船、多星分配器、小型深空探测器等 |
作为一款主打近地轨道发射的中型火箭,安塔瑞斯230+的核心应用场景聚焦于三类任务:第一类是NASA的国际空间站商业补给任务,这也是该火箭最核心的使用场景,其运载能力恰好匹配“天鹅座”货运飞船3-4吨的载货需求,每次发射可向空间站运送食品、备件、科学实验载荷等物资,剩余运力还可搭载少量立方星,大幅降低了补给任务的单位成本;第二类是中小型商业卫星组网发射,该火箭的整流罩可容纳多星部署结构,单次发射最多可搭载6颗小卫星,适配近地轨道物联网星座、遥感星座的组网需求,相较重型火箭拼单发射灵活性更高,发射周期也更短;第三类是近地轨道科学试验载荷发射,针对高校、科研机构的特殊轨道需求,安塔瑞斯230+可选配第三级轨道调整模块,支持将载荷送入特定倾角、高度的轨道,满足空间环境探测、新技术验证等小众任务需求。
二、技术特点
安塔瑞斯230+是安塔瑞斯230型号的升级版本,在保持两级固液混合总体架构的基础上,对箭体结构、动力系统、制导能力进行了多项优化,兼顾了国际供应链整合的成本优势和任务可靠性,核心技术参数及特点如下:
| 系统层级 | 技术配置 | 性能特点 |
|---|---|---|
| 一级箭体 | 乌克兰南方设计局设计、南方机械制造厂制造,直径3.9米,结构经过加固优化 | 可承受全程全速飞行的气动压力,无需在最大动压(MaxQ)段减速,飞行时间缩短约10% |
| 一级动力 | 2台俄罗斯RD-181液氧煤油发动机,单台海平面推力1920千牛,具备双向摆动能力 | 起飞总推力达3840千牛,推重比达1.28,燃烧效率较上一代AJ-26发动机提升15%,可靠性达99.7% |
| 二级动力 | 1台CASTOR 30XL固体矢量发动机,真空推力约360千牛,工作时间约150秒 | 采用复合固体推进剂,结构简单、响应速度快,可通过矢量喷管精确调整入轨姿态,入轨精度误差小于10公里 |
| 可选第三级 | 支持轨道调整模块(OAM,单组元肼推进剂)、STAR 48、Orion 38固体发动机 | 可根据任务需求进一步提升轨道精度,或支持载荷进行轨道转移,拓展任务适配范围 |
| 制导系统 | 激光惯性导航+GPS复合制导,搭配箭载计算机实时修正弹道 | 入轨姿态控制精度优于0.1度,可满足高精度载荷的部署需求 |
| 整流罩系统 | 复合面板+蜂窝夹芯结构,分离冲击小于100g | 重量轻、强度高,可保护载荷在发射过程中不受气动加热、振动影响,分离过程对载荷干扰小 |
相较于前代安塔瑞斯230型号,230+版本最显著的改进是加固了一级箭体结构,使得火箭在飞行过程中无需为了降低气动压力主动减速,最大过载从4G提升至5G以上,不仅减少了燃料消耗,还将近地轨道运载能力从7800kg提升至8120kg,刚好可以满足“天鹅座”货运飞船载货量提升的需求。此外,该火箭采用了典型的国际供应链整合模式:乌克兰负责一级箭体制造、俄罗斯提供核心发动机、美国负责总体集成和二级研发,这种模式在2014年至2022年期间大幅降低了火箭的制造成本,单次发射报价约8000万美元,比同运力的美国本土火箭低30%左右,但也因此受地缘政治变化影响较大,为后续的停产埋下了伏笔。
三、发射历史和重要任务
安塔瑞斯230+于2019年11月完成首飞,至2023年8月完成最后一次发射,总计执行8次发射任务,全部取得成功,累计将26颗卫星/飞船送入预定轨道,发射成功率达100%,是美国航天领域可靠性较高的中型运载火箭之一。该火箭所有发射任务均在弗吉尼亚州瓦勒普斯岛大西洋航天港的WLPIS工位(0A发射台)执行,最近5次发射记录如下:
| 发射代码 | 发射时间 | 发射站 | 成功入轨载荷数量 | 核心任务内容 |
|---|---|---|---|---|
| 2023-110 | 2023-08-02 | WLPIS | 1 | 执行NG-19天鹅座货运飞船任务,向国际空间站运送3.7吨物资,这是安塔瑞斯230+的最后一次发射,任务完成后该型号正式退役 |
| 2022-149 | 2022-11-07 | WLPIS | 1 | 执行NG-18天鹅座货运飞船任务,运送3.3吨物资,包括首次在空间站进行的3D打印人体组织试验设备 |
| 2022-015 | 2022-02-19 | WLPIS | 2 | 执行NG-17天鹅座货运飞船任务,除向空间站运送3.8吨物资外,还搭载了1颗技术验证立方星,用于测试新型星上通信系统 |
| 2021-072 | 2021-08-10 | WLPIS | 1 | 执行NG-16天鹅座货运飞船任务,运送3.4吨物资,包括空间站太阳能电池板升级备件和学生科学实验项目载荷 |
| 2021-013 | 2021-02-20 | WLPIS | 6 | 执行NG-15天鹅座货运飞船任务,除主载荷外还搭载了5颗商业立方星,分别用于遥感观测和物联网通信技术验证 |
安塔瑞斯230+的8次发射全部服务于NASA的国际空间站补给计划,累计向空间站运送了超过25吨物资,为国际空间站的长期运营提供了重要支撑。2022年乌克兰危机爆发后,俄罗斯停止供应RD-181发动机,诺斯罗普·格鲁曼的发动机库存仅能支持NG-19这最后一次发射,因此2023年8月的任务完成后,安塔瑞斯230+正式退出航天舞台。后续诺斯罗普·格鲁曼选择与萤火虫航天合作开发安塔瑞斯330火箭,更换为美国自研的7台“米兰达”液氧煤油发动机,近地轨道运力将提升至10.5吨,预计2025年首飞,未来还计划进一步升级至16吨运力,以满足商业发射和军方载荷的发射需求。在安塔瑞斯330投入使用前,诺斯罗普·格鲁曼已临时采购3次猎鹰9号火箭的发射服务,用于执行后续的天鹅座货运飞船任务。

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