H-II运载飞船

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H-II運輸載具
H-II Transfer Vehicle (HTV-1) approaching the ISS
概述
目標: 補給國際太空站日本實驗艙的無人太空船,於必需時可對國際太空站其他倉組進行補給
人員: 無人
相關參數
高度: 10 m (including thrusters)[1]
直徑: 4.4 m[1]
質量: 10,500 kg[1]
酬載量 6,000 kg[2]
Pressurized Payload: 5,200 kg[2]
Unpressurized Payload: 1,500 kg[2]
返回酬載量: None[3]
發射時質量: 16.5 ton[2]
Pressurized Volume:
性能
使用時間: 單獨飛行約100小時,待命可超過1周,與國際太空站對接約30天、最大可至60天[1]
遠地點: 460 km[1]
近地點: 350 km[1]
傾角 51.6度[1]
HTV,H-II運輸載具(白鸛號)一號機

H-II運輸載具H-II Transfer VehicleHTV)也稱為白鸛號(KOUNOTORI)是一艘用來補給國際太空站的無人太空船。日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)自1990年代初期即斷斷續續的設計和建造HTV;最先預定於2001年首次發射使用,后延後至2009年9月发射。至後、日本已於日本時間2009年9月11日凌晨2時1分,由種子島宇宙中心發射HTV補給船,搭載於日本最新型H-IIB運載火箭一號機上,前往国际空间站進行運補物資任務[4]

此外,在二號機發射前,JAXA進行了名稱公募活動,最後於2010年11月11日發表結果,系列名稱定名為「白鸛」(こうのとり,KOUNOTORI,日本傳說中為送子與帶來幸福之鳥)[5]

HTV太空船長度約10公尺,直徑4.4公尺,最大重量16.5公噸,比俄國進步號太空船長度7.23公尺,直徑2.72公尺,最大重量7.2噸巨大;HTV的酬載量達6公噸是進步號酬載量的2倍以上。HTV本身具有28具姿態調整火箭引擎與4具軌道修正主火箭引擎,與國際太空船會合對接是採用日本在1997年ETS-7技術實驗衛星演進而來的會合對接技術,HTV利用裝置在電器艙的"近傍通訊系統(proximity communication system)"與"會合雷射雷達"(Rendezvous laser radar)來與國際太空站會合對接,被H2B火箭送進51.6度傾角的低地軌道後HTV經過三次軌道變動提升高度,一進入國際太空站23公里範圍內的"近傍通訊領域(proximity communication zone)"先跟希望號太空實驗室上的"近傍通訊系統(proximity communication system)"建立通訊連結,接著透過"­相對GPS航行(relative GPS navigation)"導引飛行,沿著V-BAR抵達國際太空站後方5公里的AI點(Approach Initiation point),再以拋物線飛行軌道飛抵國際太空站下方500公尺的RI點(Rendezvous Insertion point),之後轉換成"會合雷射雷達(Rendezvous laser radar)"導引,藉由太空船上的"會合雷射雷達(Rendezvous laser radar)"發出雷射至希望號下方的反射器(Rendezvous laser radar reflector)導引太空船沿著R-BAR接近國際太空站,太空船飛抵預先決定的"Berthing Box /Capture Box "區域時,也就是在接合處下方10公尺的位置,關閉所有主引擎與姿態調整引擎保持"自由飄移狀態(free drift)"的相對停止狀態讓加拿大機械臂捉住HTV太空船上的"抓固器"與國際太空站上的"共同接合機構(CBM)"對接,正因為它省去了俄國那種狹小直徑的對接裝置,直接透過口徑較大型的"共同接合機構(CBM)"接合,使得HTV太空船可以運輸大型艙內實驗裝置到國際太空站的艙室內以及具有非加壓艙運送艙外設備機器的能力。HTV太空船主要用於向國際太空站供應大型實驗設備與裝置也能進行食物、水的補給。HTV太空船在日本的種子島太空中心,由日本最大型的運載火箭H-IIB發射。

近傍通訊系統(Proximity Communication System / PROX): 三菱電機開發、安裝於希望號太空實驗室,由"PROX天線"、"PROX-GPS天線"、"PROX溝通設備(PROX communication equipment)"與"硬體指令面板(Hardware Command Panel / HCP)"構成;當太空船在V-BAR與拋物線軌道飛至太空站下方時的導引稱為『相對GPS航行(Relative GPS navigation)』。

會合雷射雷達與反射器(Rendezvous laser radar & reflector): 發出雷射光的傳感器安裝在太空船上,接收會合雷射的反射器則安裝於希望號加壓模組的下方,當太空船從R-BAR接近太空站時使用,此階段的導引又稱為『會合雷射航行(Rendezvous Sensor navigation)』。

設計[编辑]

加壓艙組
放置食物、水等太空人生活用補給品以及大型艙內實驗設備,位於與太空站的對接處。除了HTV,俄羅斯進步號與歐洲ATV也都有運輸物資到ISS上,但是HTV太空船採用日本獨自開發的會合對接技術,使用近傍通訊系統PROX與會合雷達來接近國際太空站,以保持"相對停止"方式進行對接。這使得HTV可以擁有較大口徑的對接口來停泊。HTV接合口是1.27*1.27公尺大小的正方形,所以是唯一一個可執行運輸在ISS內部加壓空間裡使用大型實驗設備酬載的太空船。至於歐洲ATV與俄羅斯聯盟/進步號則使用俄國Hybrid docking system,會受限於接合口直徑只有0.8公尺,無法運輸大型實驗裝置。另外HTV加壓艙組也跟國際太空站一樣維持一大氣壓與攝氏20度C的溫度,國際太空站乘員可以在不穿太空衣下,直接進入加壓艙組內部搬運物資實驗設備。加壓艙模組也配備12具姿態調整用引擎。
無加壓艙組
放置國際太空站站外機械與希望號實驗平台使用儀器的區域,使用機械臂吊出放置。HTV是當今唯一可以運送ISS艙外實驗裝置與機器組件的太空船。
電氣艙
HTV無加壓艙組的後部是容納航行電子的電氣艙是HTV的大腦。電器艙由導航控制、通訊、資料處理與電力供應四個子系統組成。這些子系統支持HTV太空船自動與遠距離會合飛行,被H2B火箭送進軌道後,HTV使用相對GPS航行系統與會合雷射雷達來接近ISS,太空船會在一預先決定的區域停止,該區域又稱為"Berthing Box",也就是在接合處下方10公尺的位置,然後加拿大機械臂將捉住它與ISS接合。電器艙也分配由HTV機身上的太陽能板產生的電力或電池電力給HTV其他艙組使用。
推進艙組
推進艙組配備有4具軌道變動的主引擎與16具姿態調整用引擎,在每次飛行任務時推進艙組可以攜帶2.4噸燃料;而在控制軌道高度提升與會合機動變軌時所需的火箭引擎燃料將由電器艙組發布指令控制。

發射結果[编辑]

  • HTV一號機(技術實證機):2009/09/11發射成功,並於2009/11脫離太空站重返大氣層
  • HTV二號機:原定2011年1月20日下午3時29分發射,但因天候不佳延期至2011年1月22日下午2時37分發射,發射成功。[6]
  • HTV三號機:于2012年7月19日發射成功
  • HTV四號機:於2013年8月4日發射成功

註釋[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 H-II Transfer Vehicle "KOUNOTORI"(HTV). Japan Aerospace Exploration Agency. 2007年 [2010-11-11]. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Overview of the "KOUNOTORI". Japan Aerospace Exploration Agency. Retrieved 2011-01-18.
  3. ^ JAXA. HTV Operations. 2007年 [2011-01-02]. 
  4. ^ 聯合報╱東京特派員陳世昌/10日電,補給太空站日發射無人太空船[1],2009.09.11 03:07 am.
  5. ^ JAXA官方網站新聞稿:宇宙ステーション補給機(HTV)の愛称選定について
  6. ^ H-IIBロケット2号機による宇宙ステーション補給機「こうのとり」2号機(HTV2)の打上げ延期について

外部連接[编辑]