欧洲新一代运载火箭升级版——“织女星-C”

“织女星-C”运载火箭发射升空

研制背景

“织女星”运载火箭(Vega，意大利语：Vettore Europeo di Generazione Avanzata，英语：Advanced Generation European Carrier Rocket，意为：欧洲新一代运载火箭)由意大利航天局(ASI)和欧洲航天局(ESA)联合开发，属一次性使用运载系统，是阿丽亚娜5重型火箭和联盟号中型火箭的补充，设计用来发射重量介于300公斤到2500公斤之间的科学卫星或地球观测卫星，并可将此类卫星送至太阳同步轨道或低地球轨道。

“织女星”运载火箭研制工作始于1998年，2012年首飞成功，共飞行了20次。“织女星”运载火箭采用三级式固体火箭加末端修正级液体火箭构型: 第一级为P80固体发动机，第二级为ZEFIRO-23固体发动机，第三级为ZEFIRO-9固体发动机，末级液体火箭为AVUM发动机。

“织女星-C”火箭准备发射

2014年开始启动“织女星-C”的研制工作，意大利、法国等13个国家参与其中。“织女星-C”属于四级火箭，其中前三级使用固体燃料，第四级使用液体燃料，可多次点火。相较于“织女星”基本型，“织女星-C”的长度增加了4.8米，起飞质量增加了73吨，最大直径增加了0.4米，700公里的极地轨道运力提升了0.8吨。与“织女星”相比，织女星-C的性能提高了，而成本却降低了。其服役后将接替“织女星”基本型执行航天发射任务。

组成结构及性能参数

“织女星-C”火箭全长34.8米，发射重量为210吨，起飞推力4500千牛(约459吨)，推重比达到约2.19，700公里的极地轨道运力为 2.2 吨，运载系数约1.05%。“织女星-C”是“织女星”火箭的放大增强版，将接替前者成为现役最强大的固体(芯级)运载火箭。

发动机方面，较之于“织女星”，“织女星-C”换用了第一级、第二级以及第四级火箭的发动机。其第一级直径3.4米，配备1台P120C固体火箭发动机，推进剂质量143.6吨，平均推力4500千牛(约459吨);

P120C固体火箭发动机测试

第二级配备1台Avio制造的ZEFIRO-40固体发动机，取代了“织女星”的ZEFIRO-23发动机，ZEFIRO-40的推进剂质量为36.2吨，平均推力1304千牛(约133吨);

第三级配备1台ZEFIRO-9固体发动机，推进剂质量10.5吨，平均推力314千牛(约32吨)，与“织女星”火箭相同，升空近7分钟后将燃烧完尽;“织女星-C”的3.3米有效载荷整流罩，比过去“织女星”的整流罩更宽，将在第三阶段燃烧期间抛弃掉。较大的整流罩允许更大的卫星或更多的小型有效载荷装入火箭，可以提升火箭的运力弹性；

第四级发动机为AVUM+四氧化二氮/联氨液体火箭发动机，推进剂质量0.74吨，平均推力2.42千牛(约0.25吨)。AVUM+是早期“织女星”火箭上AVUM(Attitude Vernier Upper Module)的改进版本，具有额外的推进剂容量和支持更长时间在轨道上运行的能力;AVUM+具备多次点火能力，能够执行一箭一星到一箭多星的发射任务，并且能够执行异轨多星的部署工作，具备更好的任务适应性。

“织女星-C”组成结构及欧洲不同地区的承包商对该火箭的主要贡献

图表：“织女星”与“织女星-C”运载火箭基本情况

资料来源：调研整理

未来发展

欧洲阿丽亚娜航天公司表示，织女星-C”的首次商业发射将于2022年11月实施。欧洲航天局飞行计划部负责人表示：2025年前，计划执行14次“织女星-C”飞行任务。

此外，欧空局和Avio公司正在开发“织女星-C”运载火箭的下一代版本“织女星-E”。“织女星-E”将用液氧和液态甲烷驱动的发动机取代第三和第四级的ZEFIRO 9和AVUM+发动机。“织女星-E”将具备更强的灵活性，能够在一次发射中把多颗卫星送入不同轨道。

Avio公司在2022年5月至7月期间成功地进行了“织女星-E”上面级的M10发动机的第一轮测试，“织女星-E”的首飞计划在2026年进行。

“织女星”、“织女星-C”和下一代“织女星-E”之间的差异

欧洲火箭阵容（从左到右：Vega、Vega-C、Ariane 5 ECA、Ariane 62和Ariane 64）