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Electron Photon-LEO是美国火箭实验室公司研制的微小型三级液体运载火箭,基于Electron电子号火箭加装Photon光子近地轨道上面级,采用碳复合材料箭体和3D打印卢瑟福液氧煤油发动机,主要面向小卫星专属近地轨道发射市场,具备发射灵活、响应快速的特点。
该火箭为两级基础构型可选配Photon光子上面级的LEO专用运载火箭,一二级主发动机为世界首型3D打印电驱动涡轮泵液氧煤油发动机(卢瑟福发动机),上面级配备可多次启动的居里双组元液体发动机,整流罩直径1.2米,起飞推力22.89吨,主打小卫星专属发射服务,可满足客户定制化发射窗口和轨道参数需求,截至2024年5月已完成47次入轨发射任务。
ELECTRON_PHOTON(电子号光子近地轨道构型)是美国火箭实验室公司推出的微小型低温液体运载火箭,专门面向小卫星组网、立方星发射等商业航天需求设计,其核心运载参数如下:
| 参数项 | 具体数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 火箭全长 | 18.0 m | 含光子上面级 |
| 起飞重量 | 13.0 t | 标准发射构型 |
| 近地轨道运载能力 | 320.0 kg | 200公里近地轨道 |
| 500公里太阳同步轨道运载能力 | 150 kg | 常规商业任务主流构型 |
| 整流罩直径 | 1.2 m | 可兼容主流立方星、微卫星尺寸 |
| 单发射成本 | 约490-600万美元 | 远低于中型火箭拼单发射价格 |
该火箭的核心应用场景集中在小卫星星座部署领域,能够为客户提供专属发射服务,避免了拼单发射中轨道位置、发射时间受主载荷限制的问题。一方面,它适用于物联网通信星座、对地观测微卫星的批量组网,单次发射可搭载10颗以内的立方星或微卫星,灵活匹配星座补网、阶段性部署的需求;另一方面,它可搭载技术验证载荷,为高校、科研机构和商业航天企业提供低成本的在轨测试机会。搭配光子上面级后,火箭还能支持载荷的轨道精确调整、多轨道部署,甚至可延伸支持深空小载荷任务,例如火箭实验室曾基于光子上面级完成NASA月球轨道载荷的发射服务。
电子号光子火箭在微小型运载火箭领域采用了多项突破性技术,显著降低了发射成本、提升了任务灵活性,核心技术特点如下:
| 技术模块 | 具体特点 | 技术优势 |
|---|---|---|
| 箭体结构 | 全碳复合材料箭体 | 密度低于2.0克/立方厘米,相比传统铝合金箭体减重30%以上,运载系数达2.3%,超过欧空局织女星火箭的1.8%,在同级别火箭中处于领先水平 |
| 主动力系统 | 卢瑟福电动泵压液体发动机 | 一级配置9台海平面版卢瑟福发动机,单台海平面推力21kN,峰值推力可达25kN;二级配置1台真空版卢瑟福发动机,真空推力25.8kN,真空比冲333秒。发动机采用锂聚合物电池驱动电动泵替代传统燃气涡轮泵,结构简化40%以上,研发和制造成本大幅降低,推力调节精度更高 |
| 制造工艺 | 全发动机3D打印 | 卢瑟福发动机90%以上零部件采用3D打印制造,生产周期从传统工艺的数月缩短至数天,可快速响应批量发射需求 |
| 上面级系统 | 光子上面级 | 采用可多次点火的双组元推进系统,能够在入轨后完成多次轨道机动,支持多星不同轨道部署、轨道精确校准,最大可支持30kg载荷执行月球轨道等深空任务 |
| 回收技术 | 直升机空中回收方案 | 一级执行完任务后,在13千米高度打开减速伞,6千米高度展开主伞,下落速度降至36千米/小时后由直升机钩挂伞绳回收,是全球唯一实现可复用的微小型液体火箭,回收复用后发射成本可进一步降低30%以上 |
| 二级减重设计 | 电池抛离技术 | 二级配备3组供电电池,其中2组电量耗尽后主动抛离,减少二级死重,进一步提升运载能力 |
不同于传统火箭优先追求大运力的设计思路,电子号光子火箭从设计阶段就聚焦小载荷专属发射市场,通过电动泵、3D打印、复合材料等技术的组合,实现了“低成本、快响应、高灵活度”的产品定位,填补了小卫星专属发射市场的空白。
截至统计节点,电子号光子近地轨道构型累计完成2次发射,全部取得成功,累计将10颗卫星送入预定轨道,具体发射记录如下:
| 发射代码 | 发射时间 | 发射国家 | 发射站 | 成功入轨卫星数 | 任务说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2020-060 | 2020-08-31 | US | RLLC | 2 | 该构型的首次飞行任务,验证了火箭全系统的可靠性,成功将2颗技术验证卫星送入近地轨道,标志着电子号光子构型正式具备商用发射能力 |
| 2021-023 | 2021-03-22 | US | RLLC | 8 | 该构型首次批量组网发射任务,搭载了包括VEERY-RL1对地观测卫星、CENTAURI-3技术试验星、MYRIOTA 7物联网通信星、GUNSMOKE-J 3军用试验载荷、PHOTON-02上面级验证平台在内的8颗载荷,覆盖民用遥感、商业通信、军事技术验证等多个领域,充分验证了火箭多载荷兼容、批量部署的能力 |
其中2021年的第二次发射任务中,8颗载荷分别来自不同国家的商业公司和政府机构,既包含MYRIOTA星座的组网卫星,用于提供全球低功耗物联网通信服务,也包含GUNSMOKE-J系列军用试验载荷,用于测试天基态势感知技术,还有多颗高校和商业公司的技术验证星,体现了该火箭在不同应用场景下的适配能力。两次任务全部成功的记录,也验证了该构型的高可靠性,为后续火箭实验室承接更多小卫星发射订单奠定了基础。后续电子号火箭在此基础上不断迭代,截至2025年已累计完成69次飞行,成为全球商业小卫星发射市场的主流选择之一,而光子构型的技术也被后续的月球任务、深空小载荷任务继承,进一步拓展了微小型火箭的应用边界。