天鹅座飞船（美国轨道科学公司开发的无人驾驶补给飞船）

天鹅座飞船

美国轨道科学公司开发的无人驾驶补给飞船

天鹅座宇宙飞船(Cygnus)是美国轨道科学公司因应美国国家航空航天局商业轨道运输服务(Commercial Orbital Transportation Services)发展计划的一部分而正在开发的无人驾驶补给飞船(Unmanned resupply spacecraft)，借由安塔瑞斯火箭来将飞船运送至国际太空站所在轨道以补给物资。天鹅座宇宙飞船由两个基本部分组成，分别为加压货物模组（PCM）与服务模组（SM）。2013年9月29日首飞成功。2014年10月28日首次进行夜间发射。发射升空后因火箭爆炸，天鹅座宇宙飞船受损。

背景

2011年美国航天飞机退役后，美国需要依靠俄罗斯的货运飞船向国际空间站运送人员和货物。为改变这种状况，美国航天局积极支持私营企业投身航天发射行业，鼓励它们建造能够向国际空间站运送人员和物资的飞船。轨道科学公司的“天鹅座”飞船是继太空探索技术公司的龙飞船之后，第二家向国际空间站送货的美国私企的飞船，有专家指出这表明美国的“商业航天”之路正逐步形成。

发展

在基斯特勒火箭机（Rocketplane Kistler）公司其K-1火箭发展计划无法达成资金拨款的义务要求，美国国家航空航天局于2007年10月18日决定终止合作协议，连带也解除商业轨道运输服务重新竞标时与基斯特勒火箭机公司的第二次合作可能。

2008年2月19日，美国国家航空航天局宣布选择了轨道科学公司的方案。

2008年12月23日，美国国家航空航天局提供轨道科学公司19亿美元的商业轨道运输服务（Commercial Orbital Transportation Services）之合作协定，而根据协定轨道科学公司必须在2016年以前借由8次天鹅座宇宙飞船任务运送多达20吨的货物抵达国际太空站上。

2010年4月时，在科罗拉多州科罗拉多泉举办的国家太空研讨会（National Space Symposium）上展示了天鹅座宇宙飞船于轨道上航行的全尺寸模型。2010年12月时，轨道科学公司则推出负责装载天鹅座宇宙飞船的中级运载火箭安塔瑞斯火箭。

2013年2月年时，根据报道指出天鹅座宇宙飞船第一次示范任务预计在2013年6月才会展开。

2013年9月18日，“天鹅座”飞船从美国的弗吉尼亚州升空，这是该飞船的首次太空之旅，仅示范性携带近600公斤的食品、衣物等补给物资，主要为证明该飞船具有可靠的向空间站送货的能力。美国东部时间9月29日7时，“天鹅座”货运飞船与国际空间站成功对接。按计划，“天鹅座”飞船将与空间站对接30天，然后再返回地球。

2014年1月13日据美国宇航局消息，国际空间站机械臂于1月12日在印度洋上空“抓住”美国私营企业轨道科学公司的“天鹅座”货运飞船，两者成功对接。

设计

天鹅座宇宙飞船由两个基本部分组成，分别为加压货物模组（PCM）与服务模组（SM）。加压货物模组由泰雷兹阿莱尼亚宇航公司所制造，其基本装载容量为18立方米。服务模组则是自轨道科学公司生产的卫星平台STARBus与黎明号零件参考而成，其中总质量1,800公斤的推进器采用了以自然推进剂（Hypergolic propellant）联氨与四氧化二氮为动力来源的火箭发动机，另外透过2个砷化镓太阳能电池模组以提供高达4千瓦的电力。2009年11月12日时，荷兰太空（Dutch Space）宣布将由其提供天鹅座宇宙飞船其太阳能电池模组。

其中天鹅座宇宙飞船参考日本H-II传送载具、SpaceX天龙号太空船以及其他商业轨道运输服务方案的作法，计划在靠近国际太空站后透过移动维修系统将宇宙飞船移至和谐号节点舱的通用接驳装置（Common Berthing Mechanism）进行对接。而在一般任务之中，天鹅座宇宙飞船计划会持续停泊在国际太空站30天左右的时间。而在返程时尽管一般型号的天鹅座宇宙飞船并无返回地球之能力，但可以如同俄罗斯的进步号太空船一般将陈旧设备与垃圾装载在其内并且加以抛弃。

另外轨道科学公司计划在第四次任务时改采用天鹅座宇宙飞船扩展型版本，其中除了将加压货物模组扩展至27平方米外，同时发电设施也改使用阿连特科技系统（Alliant Techsystems）所研发较以往太阳能电池更有效率的光伏阵列。另外在载运火箭部分也改使用推进力更强的卡斯托30XL火箭发动机，在太阳能电池模组重量减轻的情况下使得扩展型版本的天鹅座宇宙飞船能够多为国际太空站增加700公斤的有效载荷。

轨道科学公司的计划还可能推出包括不加压货物模组（UCM）与返回货物模组（RCM），其中前者为如同美国国家航空航天局的快速后勤舱（ExPRESS Logistics Carrier），能够运送如轨道替换单元（Orbital replacement unit）这类不需要加压的货物，而后者则是能允许国际太空站将部分货物借由天鹅座宇宙飞船运回地球。

发射记录

首次发射

2014年1月9日，美国轨道科学公司的安塔瑞斯火箭搭载“天鹅座”飞船从瓦勒普斯岛美国航天局基地发射升空。“天鹅座”飞船正式为空间站运送物资。“天鹅座”飞船携带约1.26吨的食品、备用零部件和科学实验设备，其中包括23种由美国和加拿大学生提供的科学实验器材。

第二次发射

2014年7月13日，美国轨道科学公司再次成功发射“天鹅座”太空飞船，第二次向国际空间站运送科学实验设备、给养等物资。

参考资料

1.美国天鹅座飞船点火后爆炸·快科技