藍色起源公司發展情況

藍色起源公司發展情況

導讀:藍色起源公司(Blue Origin)由傑弗·貝索斯(Jeffrey Bezos)於2000年創建。藍色起源公司自成立後一直低調運營,直到2006年貝索斯在德克薩斯州購買大片土地用於航天飛行器的發射和試驗,才逐步引起公眾注意。該公司最初專注於亞軌道飛行,在德克薩斯州製造和試驗了多個亞軌道飛行器技術驗證機。藍色起源公司從2014開始進入軌道飛行領域,同聯合發射聯盟公司(ULA)簽訂合作協議,為後者在研火箭“火神”(Vulcan)研製BE-4火箭發動機;隨後在2016年對外公佈研製的“新格倫”(New Glenn)火箭項目。此外,藍色起源公司還積極參與NASA“商業乘員開發”(CCDev)計劃和商業航天探索技術研發項目,與波音公司在美國DARPA空間飛機計劃—試驗性太空飛機-1(XS-1)階段開展合作。

管理團隊建設

藍色起源公司在高層管理團隊建設中採取了直接從其他航天公司引進成熟人才的策略。這種策略幫助該公司獲得快速發展,實現技術從無到有的飛越。藍色起源公司對僱員採取工資、股權加補助的綜合薪酬方式,其僱員對公司環境與發展相對滿意度較高。但是部分僱員反映該公司近年發展過快,在短時間內從數百人擴張到上千人,部分業務方向和領域劃分混亂,缺少有經驗的管理團隊。藍色起源公司高層管理團隊將該問題視為公司的成長之痛。

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發展戰略定位

藍色起源公司的目標是研發火箭、飛船複用技術,在亞軌道高度實現太空旅行。藍色起源從成立之初就注重研發火箭推進系統。2015年公司的“新謝潑德”2型火箭抵達100.5公里的高度並自行返回地面,成為人類歷史上首個抵達太空並安全返回的可重複使用火箭,並且在此後試驗中均獲成功。這與SpaceX近年來頻頻曝出的發射事故形成鮮明對比。

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貝佐斯描繪的太空旅行中,普通人經過最短一天的有針對性訓練就有機會參與11分鐘的飛行,在離地球表面100公里以上的亞軌道太空中體驗4分鐘左右的失重。火箭將垂直起飛,達到預定高度後與頂部飛船分離,火箭自行返回,並通過發動機點火制動在地面回收場上站穩,飛船則利用降落傘結合反衝發動機安全著陸地面。

和競爭者相比,藍色起源在財務上也有更堅強的保證。貝佐斯曾宣佈,將保持每年減持10億美元亞馬遜股票的速度,藉此支撐自己的太空探索公司藍色起源。

SpaceX公司致力於軌道飛行,藍色起源公司主要為亞軌道體驗,失重時間為10分鐘。藍色起源為娛樂目的,屬於娛樂性質的商業太空飛行,SpaceX公司主要為美國宇航局運送貨物和人員。太空艙內部容積為530立方英尺,可容納六名宇航員,並且足夠大,可以讓你自由漂浮並轉動失重的翻筋斗。

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能容納六個人的太空艙

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太空旅遊效果圖

當主發動機切斷時,太空艙將與其助推器分離,乘客解開安全帶即可體驗失重的感覺。太空艙擁有所有載人飛船裡最大的窗戶,總面積佔膠囊的三分之一,可使乘客擁有開闊的視野。每個窗口都由多層堅韌的高透明材料製成,最大限度地減少了失真和反射。

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太空艙玻璃

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降落傘分佈

太空艙最後通過降落傘進行著陸,主降落傘數量為3,即使失效2個仍能保證太空艙安全降落。火箭垂直起飛,與太空艙分離並重新進入大氣層時,四個楔形翅片可以增強空氣動力學穩定性。火箭助推器部署了8個大型制動器,可大幅降低下降速度。接近地面時,火箭將打開四個起落架實現精確著陸,從而實現火箭的可重用性。

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環鰭和楔形鰭

如遇到危險,在火箭上升過程中,太空艙可以借用下面的一個能提供70000磅的固體火箭發動機實現“全包圍”逃生,使太空艙快速遠離任何危險,最大限度地保護成員安全。

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全包圍逃生

此外,藍色起源公司一直致力於登月計劃。2019年6月8日,傑夫·貝索斯(Jeff Bezos)表示,藍色起源將登上月球“拯救地球”。他的想法是,讓更多的人搬遷到太空,這可能是保護地球長遠戰略的一部分。他表示為了在太空中做大事,需要利用好太空資源,而月球就是一個很好的資源。去太空的原因是為了拯救地球。如果想要繼續發展文明,就需要登上月球。

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主要航天研製項目

藍色起源公司從亞軌道飛行器開始,研製了“卡戎”(Charon)、動力模塊-1和2(Propulsion Module-1和2)技術驗證機、“新謝潑德”(New Shepard)亞軌道火箭等型號,攻克垂直起降技術難關;打造BE-2等火箭發動機,逐步增大推力水平,探索液氧/甲烷發動機技術;著手研製“新格倫”運載火箭,試圖大幅降低發射成本來拉動市場需求;規劃研製“新阿姆斯特朗”(New Amstrong)重型火箭,準備探索月球。

☆ 亞軌道飛行器

2005年3月5日,藍色起源公司在華盛頓摩西對“卡戎”試驗飛行器進行了唯一一次試飛,飛行高度達到96m,隨後返回起飛點附近。“卡戎”為藍色起源公司首個試驗飛行器,採用4臺羅羅的蝰蛇-MK301(Viper-MK301)航空噴氣發動機驅動,設計用於試驗自主制導與控制技術。藍色起源公司利用“卡戎”初步瞭解了垂直返回著陸技術的設計、製造和操作流程。

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2006年11月13日,藍色起源公司對動力模塊-1技術驗證機進行飛行試驗並取得成功,飛行高度達到85m。動力模塊-1技術驗證機又名“戈達德”(Goddard),採用9臺BE-1火箭發動機提供動力。

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2011年5月6日,藍色起源公司對動力模塊-2技術驗證機進行首飛試驗,飛行高度達到167m,完成低空垂直返回。動力模塊-2採用5臺BE-2火箭發動機,其外形接近“新謝潑德”飛行器。

2015年4月29日,藍色起源公司對首個“新謝潑德”飛行器進行飛行試驗,其乘員艙利用降落傘成功著陸,但其“動力模塊”在返回過程中失控墜毀。

2019年5月2日,“新謝潑德”火箭成功發射。此次發射任務從藍色起源位於德克薩斯州西部的工廠起飛,該任務也是該公司首次發射並降落其火箭。火箭發射成功後,藍色起源還利用這次發射實現了太空邊緣38項研究和實驗。“新謝潑德”火箭將藍色起源公司研發的太空艙推向100公里的高空。初步數據顯示火箭上升時速度接近3馬赫。發射任務超過了10分鐘[芳1] 。

通過“新謝潑德”火箭系統,藍色起源公司研發的火箭正在為該公司的太空旅遊業務開發“新謝潑德”火箭系統。這一火箭發射系統可以將六名乘客送到太空,乘客可以體驗在零重力情況下漂浮。相比於其他太空飛船,“新謝潑德”飛船的太空艙擁有一個巨大的窗戶,這樣可以為遊覽太空的乘客提供一個開闊的視野。

☆ 火箭發動機

2013年1月,藍色起源公司對外宣佈BE-3發動機研製項目。BE-3發動機採用抽氣循環方式,結構簡單,推力達到50t,具有多次點火啟動能力,推力調節範圍18%~100%。其設計方案符合垂直返回著陸技術的要求,可用於控制垂直著陸,自2015年起,BE-3氫氧發動機主要用於“新謝潑德”亞軌道飛行器。

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2011年,藍色起源公司開始研製BE-4發動機。2014年9月,該公司對外公佈BE-4發動機研製項目。同月,聯合發射聯盟公司將BE-4發動機列為“火神”火箭一子級發動機的首選方案。該發動機採用富氧分級燃燒循環,以液氧/甲烷為推進劑,推力250t。藍色起源公司在研可重複使用火箭“新格倫”一子級設計採用BE-4。

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2019年5月,藍色起源(Blue Origin)展示了其月球著陸器“Blue Moon”。著陸器與新的BE-7火箭發動機一起被曝光。藍色起源將Blue Moon描述為一種“靈活著陸器”,旨在向月球表面提供從小到大到的有效載荷。此外,公司表示其新型著陸器能夠在通往月球的途中承載和部署有效載荷,在月球表面上進行“精確和軟”著陸,併為人類在太空中的長久生活鋪平道路。

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2019年6月,在美國NASA馬歇爾航天飛行中心,藍色起源公司首次對其月球著陸器的全新引擎BE-7進行了35秒點火測試。這對該公司來說是個巨大進步,因為其準備建造名為“藍月亮”的月球著陸器,並最終將其送上月球表面。

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藍色起源公司的測試視頻顯示,火焰水平地從引擎中噴出,先是出現亮綠色,然後在測試的剩餘時間裡逐漸透明。綠色火焰是BE-7啟動發動機點火的液體發出的,液體燃燒殆盡後,火焰就會變得透明起來。由於BE-7的燃料是液氧和氫,因此將來有可能利用月球表面開採的水冰提煉燃料。藍色起源非常有興趣使用“藍月亮”幫助NASA實現人類重返月球表面的計劃。

☆ “新格倫”火箭

2012年起,藍色起源公司開始研製“新格倫”火箭,但直到2016年才對外公佈該項目。“新格倫”火箭採用兩級結構,一子級採用7臺BE-4發動機,二子級採用2臺BE-3U發動機,火箭全長86m,整流罩直徑7m,近地軌道運載能力45t,地球同步轉移軌道運載能力13t,預計2020年以後首飛。該火箭可根據任務需求選裝三子級,三子級設計採用1臺BE-3U發動機,三級構型火箭全長99m。其一子級利用海上平臺回收,設計可重複使用100次。

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“新格倫”火箭未來將執行商業和政府發射任務,一旦實現首飛,必將與美國太空探索技術公司(SpaceX)、聯合發射聯盟公司、阿里安航天公司(Arianespace)等競爭大型衛星發射任務。2018年10月,藍色起源收穫了來自美國空軍的大合同獲得了5億美元,努力發展自家的新格倫(New Glenn)火箭。

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新格倫火箭一級發射流程圖

此前,藍色起源已經將新格倫火箭的首次飛行時間,定在了2020年。

發展前景

未來幾年,藍色起源公司的發展趨勢如下:

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主要參考資料

[1]. https://www.blueorigin.com

[2]. New Glenn Payload User's Guide

[3]. 藍色起源火箭發射成功並順利降落,貝索斯要成下個馬斯克

[4]. 藍色起源月球著陸器引擎首次點火測試,持續35秒

[5]. 藍色起源展示月球著陸器Blue Moon和BE-7火箭發動機

[6]. 藍色起源收穫美國空軍5億美元大合同資助新格倫火箭研發

原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/sA3ZGAsrgn9kupmT1mXtAg

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