【原子火箭】道格拉斯ASTRO,兩架航天飛機串聯(lián)的飛行器
LEO有效載荷質(zhì)量:16.9公噸
每項成本有效載荷kg:
88.38美元/千克(1964年的美元)
1329.42美元/千克(2020年的美元)
道格拉斯ASTRO
軌道飛行器
軌道:交付至555公里28.5°
發(fā)動機:2×RL-10(萬向節(jié))
? ? ? 1×J-2
燃料:液氧/LH2
惰性質(zhì)量:14000 kg
有效載荷質(zhì)量:16851 kg
干質(zhì)量:30851 kg
燃油質(zhì)量:74842 kg
濕惰性物質(zhì):89290 kg
濕質(zhì)量:106141 kg
長度:20.7 m
跨度:13.4m
機組:x2
助推器
發(fā)動機:1×M-1
? ? ? 2×J-2
燃料:液氧/LH2
干質(zhì)量:32558 kg
燃油質(zhì)量:269434 kg
濕質(zhì)量:302183 kg
長度:29 m
跨度:18.6 m
合并的
濕質(zhì)量:407870 kg
長度:49 m
乘員:x1

他是道格拉斯飛機公司對美國宇航局1963年可重復使用的10噸級軌道運載器研究的貢獻。
ASTRO是高級航天器卡車/教練機/運輸可重復使用軌道器的首字母縮寫。
這是一個垂直起飛/水平著陸(VTHL)兩級入軌(TSTO)航天器,用于運輸空間站機組人員和貨物。研究要求之一是使用現(xiàn)成技術(shù):即M-1、J-2和RL-10火箭發(fā)動機(盡管M-1從未實際建造,因為Nova從未實際建造)。RL-10、J-2和M-1發(fā)動機的推力水平分別為67000 N、890000 N和6700000 N(如道格拉斯所述,一些發(fā)動機在實際制造時具有更高的推力)。
在地面到軌道貨物運輸方面,它是一種兩級運載工具。傳統(tǒng)的火箭是從鼻子到尾巴(像圖騰柱一樣相互疊放)堆疊的,有翼的STO火箭通常從腹側(cè)到背側(cè)(背馱式)堆疊。ASTRO的與眾不同之處在于它是堆疊的。


道格拉斯認為,如果他們的目標是一個載荷較低但能夠頻繁飛行的小型航天器,那么就更容易進行可恢復和可重復使用的設(shè)計。具有較高有效載荷且飛行計劃不頻繁的大型航天器更難設(shè)計為可重復使用,實際上更難設(shè)計為不考慮可重復使用性。
軌道飛行器和助推器都是提升體(因為在能夠從軌道上氣制動并進行高超音速飛行的飛行器上安裝機翼有點困難)。機翼/提升體使航天器可以重復使用,即在著陸場著陸,而不是在海洋中開溝。兩人都在裝有可操縱前起落架的滑道上著陸。
軌道飛行器有一名駕駛員和一名副駕駛員。助推器剛剛有個飛行員。每艘飛船的乘員艙都是可中斷的,一旦發(fā)生災難性故障,就會從航天器上丟棄。對于只有飛行員的任務,只有駕駛艙被丟棄,貨艙沒有(甚至可能沒有加壓)。對于有更多船員的任務,一些人將乘坐貨艙。在這種情況下,駕駛艙和貨艙都被丟棄,并且都被加壓。
為貨物增壓時,助推器和軌道器都是VTHL。僅軌道飛行器就能夠水平起飛和著陸(HTHL),使其能夠作為亞軌道訓練器用于訓練太空飛行員。這就解決了在ASTRO運行之前如何訓練飛行員的問題。他們將迅速建造軌道器部分,并在助推器部分開發(fā)期間用它來訓練飛行員。此外,軌道飛行器本身就是一種有用的亞軌道飛行器,射程為8000公里,載貨量為10人或2100公斤。
在第二階段,助推器原型是通過采用軌道飛行器,添加第二臺J-2發(fā)動機,重新設(shè)計座艙,使其只能容納一名零載貨飛行員,并改變機頭,使軌道飛行器尾部保險杠可以停在其上。道格拉斯認為,這一早期版本可以將一噸重和兩名宇航員送入軌道。
在第三階段(最后階段),助推器得到了加強,使其比軌道飛行器更大,并在兩架J-2之間增加了一架奇怪的M-1。如前所述,M-1是一枚擬用于NASA Nova的巨型火箭。它使土星五號第一級上的F-1發(fā)動機看起來像一枚兒童瓶火箭。第三階段可以將9噸和2名宇航員送入軌道。貨艙的容積為14.9立方米。如果這還不夠大(貨物在變大之前就已經(jīng)變大了),一些貨物可以裝在可拆卸的吊艙里進行運輸。這意味著,如果您的貨物質(zhì)量為9噸,但體積大于14.9 m3,您將被迫將部分貨物隱喻性地放在車頂行李架上。在太空俚語中,你的貨物在“滿載而歸”之前已經(jīng)“膨脹”。
只有當ASTRO從赤道以90°(正東)的發(fā)射方位角發(fā)射時,才有最大9噸的有效載荷。當發(fā)射場脫離這些條件時,最大有效載荷減小。
但為了對沖他們的賭注,道格拉斯還希望ASTRO對軍方進行的任何航天飛機任務都有用:防御轟炸、偵察、衛(wèi)星檢查、衛(wèi)星攔截(SAINT II)、衛(wèi)星后勤支持(加油站保持推進器、更換間諜衛(wèi)星相機膠片等)、可回收空間實驗室、宇航員培訓、維護、救援、,和供應。
對于偵察任務,有效載荷是相機和膠卷。對于衛(wèi)星監(jiān)視任務,有效載荷是檢查、殺傷和捕獲設(shè)備。對于維修、貨物轉(zhuǎn)移和一般服務任務,有效載荷是維護設(shè)備,包括模塊化備件、系帶卷筒、太空艙和貨物。在一些任務中,維修人員是貨物的一部分。

ASTRO stack從移動式發(fā)射器安裝機上起飛。這是為了消除對大型卡納維拉爾角式發(fā)射架的需要,以及使用大型起重機將軌道飛行器搭載在運輸機上,將這該死的東西飛回發(fā)射場的需要。美國國家航空航天局確實對航天飛機使用了背馱法,用一架改裝過的747飛機將航天飛機從著陸地點運送到發(fā)射地點。

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上圖:貨物是空間站機組人員
下圖:貨物是空間站用品


移動發(fā)射器豎起堆棧,使其指向天空(否則您今天將無法進入太空)。助推器發(fā)射升空,將軌道飛行器及其自身帶到82公里的高度。這兩級分離發(fā)生,軌道器繼續(xù)向上運行至555公里的軌道。可憐的助推器飛行員不得不將肥大的助推器滑向距發(fā)射場830公里的死桿著陸。第一次就把它做好,因為你不能回頭再做第二次嘗試。

擬議的ASTRO系統(tǒng)將有一個由12個助推器和24個軌道飛行器組成的艦隊,任務之間的周轉(zhuǎn)時間不到18天。這將允許每年約240次飛行。計劃使用壽命為每個軌道飛行器100次飛行,每個助推器200次飛行。在需要大修之前,發(fā)動機的額定點火次數(shù)為50次。軌道飛行器和助推器機身的額定飛行能力高達300次。
唉,對于ASTRO來說,它的命運與X-20 Dyna Soar有關(guān)。當X-20項目被摧毀時,ASTRO也跟著去了。



