3D打印發(fā)動機即將把航天器送入月球軌道，Rocket Lab深空探索新突破

導讀：3D打印技術(shù)在深空探索方面的應用又邁出一步，3D打印的發(fā)動機已經(jīng)推動著航天器在向月球軌道飛行。

2022年6月28日，美國航天公司Rocket Lab從新西蘭發(fā)射場發(fā)射了一艘飛往月球的小型航天器，這艘航天器名為“Capstone”，只有微波爐大小，重55磅（約25公斤）。這艘航天器的任務是測試一個獨特的月球軌道，也是NASA登月之旅的第一步。此次發(fā)射，也是Rocket Lab進入“深空”的第一次任務。之前，Rocket Lab主要發(fā)射近地軌道衛(wèi)星。

在電子火箭升空后不久，航天器與火箭分離。目前，航天器處于繞地軌道上，在繞地飛行的過程中，航天器上的3D 打印發(fā)動機引擎（HyperCurie ）將多次啟動，從而將航天器送入月球軌道。

△航天器上的3D打印的 HyperCurie 發(fā)動機，為航天器提供動力，用于NASA的登月任務。

6月30日的最新消息顯示，發(fā)動機的第五次啟動已經(jīng)成功將航天器推進到太空深處，成功提升了航天器的橢圓軌道。在這個任務階段結(jié)束時，航天器將加速到超過 24,500 英里/小時，以脫離地球軌道并部署在彈道月球轉(zhuǎn)移軌道上。隨后，航天器將進入月球上一個被稱為近直線暈軌道 (NRHO)的細長軌道。預計未來幾天HyperCurie 發(fā)動機將進行最后一次點火，以幫助航天器前往月球。

△航天器的飛行路線

美國宇航局表示，航天器前往月球附近的近直線暈軌道的旅程將需要大約四個月的時間。然后，航天器將利用自身的推進力和太陽的引力導航到月球的其余部分，到達距離地球 963,000 英里的距離，是地球與月球之間距離的三倍多，然后被拉回地球-月球系統(tǒng)。​所謂彈道式月球轉(zhuǎn)移軌道是一個深空低能轉(zhuǎn)移軌道，利用了重力驅(qū)動以大幅減少探測器飛往月球的燃料消耗。探測器在彈道式月球轉(zhuǎn)移軌道航行就像進入了“低速”節(jié)能模式。

這是一項低成本的發(fā)射任務，是美國宇航局“阿爾忒彌斯”（Artemis）登月計劃的首次發(fā)射，“阿爾忒彌斯”登月計劃是由美國政府資助的一個載人航天項目，目標是在2024年前將宇航員平安送往月球并返回，并建立常態(tài)化駐留機制，為未來的火星載人登陸任務鋪就道路。

Rocket Lab 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Peter Beck表示：“今天的發(fā)射是人類重返月球的重要一步，也證明了 Capstone航天器背后數(shù)百人的決心和創(chuàng)新，Rocket Lab 的成立是為了開放進入太空的通道，并實現(xiàn)像這樣的突破性任務，突破小型衛(wèi)星的極限。 雖然 Capstone 的月球之旅才剛剛開始，但我們很自豪能夠?qū)?Capstone 安全地送入太空�！�

作為一家開創(chuàng)性的太空創(chuàng)業(yè)公司，Rocket Lab 是少數(shù)幾家合作開辟軌道通道的公司之一。通過提供按需發(fā)射、計劃控制和定制軌道，Rocket Lab 成功地簡化了進入軌道的路徑，并成為航天的主要競爭對手之一。通過商業(yè)化的火箭，已經(jīng)為商業(yè)、民用、國防和學術(shù)部門的客戶發(fā)射了 26次并部署了 140 多顆衛(wèi)星。

在 3D 打印行業(yè)，Rocket Lab 是航天公司使用 3D 打印技術(shù)加快流程、降低成本和減輕負擔的最成功案例之一。 Rocket Lab 以幾乎完全 3D 打印的盧瑟福發(fā)動機而聞名，這個發(fā)動機具有螺旋槳閥、噴射器、泵和發(fā)動機室，這些發(fā)動機均采用電子束熔化技術(shù)進行 3D 打印，Rocket Lab 已完全從事 3D 打印。

△電子束熔化3D打印技術(shù)

對于這項任務，下一代發(fā)射器制造商首次在航天器中使用 HyperCurie 引擎，頂部安裝了衛(wèi)星。作為居里發(fā)動機的升級版，HyperCurie 是一款 3D 打印雙推進劑泵送發(fā)動機，推力為 120N，可選用作該公司電子火箭的第三級。

7年前，Rocket Lab宣布，它已經(jīng)開發(fā)出世界上第一枚電池動力火箭，而且發(fā)動機幾乎完全是3D打印的。盧瑟福發(fā)動機可以在24小時內(nèi)3D打印出來。發(fā)動機的主要推進閥、噴油器、泵和發(fā)動機室都是通過電子束熔化3D打印出來的，發(fā)動機本身也是首創(chuàng)，它使用電動馬達代替氣體，創(chuàng)造出更輕巧、高效的機器。這家初創(chuàng)公司將3D打印用于火箭的主要部件。