[发明专利]卫星发射器和使用所述卫星发射器将卫星送入轨道的方法

说明书

一种卫星发射器，所述卫星发射器包括多个彼此可分离的级，至少一级包括至少一个发动机，并且所述级中的至少一级承载有效载荷，并且所述级被放置在另一级的旁边或附近，使得所述运载火箭的宽度至少为其长度的三分之一。所述方法包括以下阶段：a)用船上的气球推升运载火箭；和b)点火运载火箭的发动机以将放置在运载火箭中的卫星送入轨道。

技术领域

本发明涉及一种卫星发射器并且涉及一种使用所述卫星发射器将卫星送入轨道的方法，特别是用于将微型卫星，即重量低于200kg(441磅)的卫星送入轨道的方法。

背景技术

使用常规运载火箭将微型卫星送入轨道的传统方法成本很高。这些发射器不是为微型卫星设计的。为了使发射物有所值，微型卫星伴随着更大的有效载荷作为次级有效载荷，这种方法类似于搭便车。通过这种方式，既不能选择轨道高度和倾角，也不能选择发射日期。即使发射本身作为次级有效载荷可能是经济的，但这也意味着需要很长的等待时间来使卫星工作，在长时间的等待期间将团队保持在一起的隐性成本以及被放置在次优轨道中的低效率，，迄今为止限制了纳米和微型卫星的发展潜力。

作为次级有效载荷的发射也限制了可以包含在小型卫星中的部件，只有主卫星或主要卫星的保险商批准的部件才能飞行。

由于材料和电子器件的进步，如今，卫星的性能更多的是与其面积成正比，而不是其重量。可用能量与太阳能电池板面积成正比。通信增益与天线面积成正比。遥感望远镜的光学分辨率与反射镜面积成正比。现代高强度重量比材料、分析方法和3D打印现在允许卫星设计人员构思大面积和低重量的系统，但它们不能装入标准的次级有效载荷容器中，也不能装入细长的空中或地面发射火箭的整流罩中。

只有从平流层气球飞行的大气层不再密集的高空，才能发射这种低密度高性能的小型卫星。

在19世纪下半叶的早期阶段，科学家和工程师们使用平流层气球作为承载高于99％大气质量的宇宙射线和天文观测设备的可靠平台(参见Michael S.Smith和GregAllison在1999年6月28日至7月1日在诺福克的AIAA国际气球技术大会的论文：“作为航空测试平台的气球的返回(The Return of the Balloon as an Aerospace TestPlatform)”)。

在一些情况下，用气球放高的火箭甚至可以达到更高的高度。例如，包括使用固体推进剂火箭的四级运载的Farside项目；该发射体被气球举起到30km(100,000英尺)的高度，该发射体在此处通过气球发射。(参见James L.Rand在1997年在圣安东尼奥在AIAA的“气球辅助发射轨道的历史透视(Balloon Assisted Launch to Orbit an HistoricalPerspective)”和William R.Corliss在1971年华盛顿特区美国宇航局历史报告系列的“1958-1968年期间的美国宇航局探空火箭(NASA Sounding Rockets,1958-1968)”)。

在金星表面采样返回(Venus Surface Sample Return)项目中，为了减小火箭的重量和尺寸以克服金星大气层较密集部分，探索了使用气球作为从金星表面举起火箭的唯一可能的技术选择。(参见Ted Sweetser等人在1999年8月在阿拉斯加AAS-AIAA会议上的论文：“金星表面采样返回：重高压挑战(Venus Surface Sample Return：A Weighty High-Pressure Challenge)”)。