7月14日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在熱帶南美洲叢林的偏遠(yuǎn)角落，法國(guó)科學(xué)家正在混合制造固體火箭助推器燃料。這些燃料將用于火箭的初級(jí)助推器，像煙花一樣將火箭送入太空。
圖示：警示標(biāo)志要求使用防護(hù)工作服、戴手套和呼吸器。
我從來(lái)沒(méi)有在其他地方看到墻上有這么多警示標(biāo)志。這些警示標(biāo)志要求使用防護(hù)工作服、戴手套和呼吸器。要求的這些裝備我都沒(méi)有。
據(jù)我所知，這里還有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。更不用說(shuō)外面張貼的關(guān)于毒蛇和蜘蛛出沒(méi)的警告了。
這個(gè)房間位于法屬圭亞那庫(kù)魯?shù)貐^(qū)的歐洲航天港，工程師們?cè)谶@里將固體火箭燃料的成分混合在一起。
“這就像烤蛋糕一樣，”合作伙伴阿麗亞娜集團(tuán)(ArianeGroup)首席運(yùn)營(yíng)官大衛(wèi)·龐卡(David Quancard)表示。該公司是意大利航空航天公司Avio的合作伙伴，為其提供火箭燃料。 “一開(kāi)始是液體，然后要把它煮沸。”
與普通的烤蛋糕完全不同，這一混合過(guò)程非常危險(xiǎn)，發(fā)生在一個(gè)被熱帶叢林環(huán)繞的隔離建筑中，位于厚厚的混凝土墻后面。工程師們從幾百米外的碉堡遠(yuǎn)程控制操作，整個(gè)區(qū)域都被安全圍欄、帶刺的鐵絲網(wǎng)和瞭望塔包圍。
固體燃料火箭通常用于諸如洲際彈道導(dǎo)彈，或者大型火箭的助推器。
庫(kù)魯航天港生產(chǎn)的燃料將為兩種不同的火箭提供動(dòng)力：第一種是阿麗亞娜5型火箭(Ariane 5)的助推器，這種巨型火箭專為大型航天器設(shè)計(jì)，比如說(shuō)用于通信衛(wèi)星和深空科學(xué)任務(wù)。另外一種是30米高的Vega火箭，用于將較小的有效載荷提升到低地球軌道，其三個(gè)一級(jí)助推器均采用固體火箭燃料。
圖示：在發(fā)射前三個(gè)小時(shí)，整個(gè)龍門結(jié)構(gòu)將在巨型鐵路轉(zhuǎn)向架的作用下移開(kāi)。
“固體火箭助推器意味著采用固體推進(jìn)劑——它看起來(lái)有點(diǎn)像橡膠，是固體但柔軟，”龐卡表示，“你有一個(gè)巨大的推進(jìn)劑“蛋糕”，從內(nèi)核開(kāi)始向外燃燒以產(chǎn)生推力。”
由于沒(méi)有內(nèi)部閥門，管道或移動(dòng)部件，這項(xiàng)技術(shù)的工作原理與煙花相同——你點(diǎn)燃它，它就會(huì)飛起來(lái)。一旦它被點(diǎn)燃，你就無(wú)法阻止它。這就是為什么需要在發(fā)射場(chǎng)制造燃料的原因之一。大家普遍認(rèn)為將固體火箭從歐洲大陸運(yùn)往大西洋太危險(xiǎn)了。
用于混合燃料成分的攪拌器是世界上最大的攪拌器之一，和在工業(yè)面包店中找到的那種機(jī)器沒(méi)有什么兩樣。它的多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片每分鐘旋轉(zhuǎn)500到1000次，但從不接觸側(cè)面，以避免摩擦產(chǎn)生火花的危險(xiǎn)。它可以一次將12噸推進(jìn)劑批量混合在一起。
混合容器——也就是所謂的罐子——抵達(dá)這里時(shí)已經(jīng)裝滿了由鋁、氧化鐵和粘稠化學(xué)物質(zhì)組成的惰性粘性混合物。然后將罐子加熱至75攝氏度并使葉片旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將高氯酸銨粉末從上面的斜槽中混入。而混合比例則是公司的秘密。
圖示：火箭助推器的運(yùn)送過(guò)程是一個(gè)緩慢而又穩(wěn)定的過(guò)程。
在混合之后，燃料被帶到另一個(gè)建筑物中，被導(dǎo)入到火箭之中。Vega火箭助推器的外殼由意大利制造，由碳纖維輕質(zhì)空心管組成，內(nèi)襯絕緣材料。這些火箭的組成部分被放入鑄造坑中，一個(gè)類似于長(zhǎng)桿(稱為芯軸)的模具位于中心。
就像倒果凍或者向烤箱中倒蛋糕混合物一樣，罐子中的推進(jìn)劑逐漸被倒入火箭外殼中，整個(gè)鑄造坑加熱到50攝氏度。
“加熱完成后，它就變成固體了，”龐卡說(shuō)。 “然后你取下芯軸，就得到了完美的內(nèi)部形狀。”
現(xiàn)在固體燃料經(jīng)過(guò)徹底的缺陷測(cè)試后并儲(chǔ)存一個(gè)月，以穩(wěn)定燃料和套管之間的粘合。隨后添加進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)和噴嘴，火箭就準(zhǔn)備就緒來(lái)。
這個(gè)階段它被認(rèn)為是安全的。我希望如此，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)自己在一個(gè)儲(chǔ)藏室里抬頭看著三個(gè)巨大的燃料火箭段。我的手機(jī)已經(jīng)被帶走了——這就像關(guān)于在加油站禁止使用手機(jī)的警告，只不過(guò)違反的后果更嚴(yán)重。
阿麗亞娜5型火箭從1996年開(kāi)始一直在服役。其已經(jīng)進(jìn)行了98次發(fā)射，只有兩次發(fā)射失敗(沒(méi)有一次與固體火箭有關(guān))，它被認(rèn)為是世界上最可靠的火箭之一。相比之下，Vega火箭于2012年問(wèn)世，迄今為止進(jìn)行的11次發(fā)射都取得了成功。但這兩種火箭都將在性能和效率方面進(jìn)行了升級(jí)，以降低成本并提高競(jìng)爭(zhēng)力。
目前，新一代碳纖維固體火箭正準(zhǔn)備在航天港進(jìn)行測(cè)試。作為有史以來(lái)最大的固體助推器，使用了140噸推進(jìn)劑。 P120C由歐洲航天局(Esa)資助開(kāi)發(fā)，將用作新阿麗亞娜6火箭的助推器以及升級(jí)版Vega C火箭的一級(jí)助推器。
“這很令人興奮，”龐卡說(shuō)。 “這是歷史上第一次，我們?cè)趦蓚€(gè)不同的運(yùn)載火箭上使用相同的助推器。”
在庫(kù)魯一幢被稱為BIP(B timentd’IntégrationdesPropulseurs)的建筑中，龐卡向我展示了四層樓高的P120C助推器全尺寸模型。這個(gè)模型被用于測(cè)試火箭在航天港周圍移動(dòng)以及發(fā)射準(zhǔn)備的過(guò)程。其中并沒(méi)有火箭燃料，而是充滿了惰性的化學(xué)混合物。
圖示：卡卡布里尼表示工作的壓力激勵(lì)著整個(gè)團(tuán)隊(duì)。
“化合物的粘度與推進(jìn)劑相同，”龐卡解釋道。 “這是一種以最安全的方式測(cè)試這種新助推器制造和裝配過(guò)程的方法。”
一旦建成并經(jīng)過(guò)測(cè)試，所有固體火箭助推器最終都會(huì)出現(xiàn)在幾公里外的發(fā)射臺(tái)上。在Vega火箭發(fā)射臺(tái)上，項(xiàng)目工程師馬克卡卡布里尼(Marco Calcabrini)正忙著準(zhǔn)備他的最新任務(wù)——發(fā)射用于測(cè)量全球風(fēng)的歐洲航天局衛(wèi)星Aeolus。
在發(fā)射架的12層結(jié)構(gòu)中，卡卡布里尼的團(tuán)隊(duì)將組裝Vega的固體火箭部件，然后將衛(wèi)星安裝在頂部的液體火箭上方。這種液體末級(jí)在火箭運(yùn)行的最后階段用于代替固體火箭，使飛行控制人員能夠?qū)⑿l(wèi)星精確地放置在軌道上。
在發(fā)射前三個(gè)小時(shí)，整個(gè)龍門結(jié)構(gòu)將在巨型鐵路轉(zhuǎn)向架的作用下移開(kāi)，將火箭留在發(fā)射臺(tái)上，顯而易見(jiàn)位于避雷針之下。
我問(wèn)卡卡布里尼，自己的工作如此接近固體火箭是否讓他感到緊張。 “我告訴我的侄子，我在準(zhǔn)備大煙花，”他說(shuō)， “這絕不是一份正常的工作——我們每天都有風(fēng)險(xiǎn)，我們必須加以管理。”
從一級(jí)助推器抵達(dá)發(fā)射臺(tái)倒火箭發(fā)射只有31天的時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)，卡卡布里尼只有八天的時(shí)間將衛(wèi)星固定到位，并檢查一切是否正常。
他告訴我：“壓力總是存在的，但我和我的同事都喜歡這份工作。我們這么做存在壓力，但有助于我們更好地工作，”他告訴我。 “這是一個(gè)團(tuán)隊(duì)。每個(gè)人都致力于完成發(fā)射任務(wù);我們不能錯(cuò)過(guò)發(fā)射時(shí)間。“
固體火箭相對(duì)簡(jiǎn)單、便宜且可靠。此外憑借其火箭燃料工廠，歐洲是火箭發(fā)射的世界領(lǐng)先者。一旦卡卡布里尼的Vega火箭固體助推器被點(diǎn)燃并發(fā)射，火箭會(huì)燃燒直到燃料耗盡。然后，精密碳纖維體的殘骸將落入海洋——燃燒得太扭曲而無(wú)法重復(fù)使用。一切順利的話，風(fēng)力監(jiān)測(cè)衛(wèi)星將進(jìn)入軌道。那時(shí)整個(gè)火箭——在制造，混合和烘烤方面的所有付出和投資 ——將永遠(yuǎn)消失。
“這是我們?yōu)橹ぷ鞯臅r(shí)刻，”卡卡布里尼說(shuō)，“在發(fā)射的那幾分鐘內(nèi)，成千上萬(wàn)的人為此工作——我們?yōu)榇硕Α?rdquo;(晗冰)
關(guān)鍵詞： 火箭
