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成功案例
重鹰首次三箭全不回收
发布时间:2024-07-28 00:42:12  来源:mile米乐首页   浏览 1次

  美东时间4月份最后一天,也是北京时间5月份第一天,即4月30日20:26,北京时间5月1日8:26,位于美国黄金发射位的佛州卡角肯尼迪航天中心39A发射场,全球现役第三强运载火箭(星舰、SLS之后)重型猎鹰火箭徐徐飞升,开启为期4小时45分钟的发射部署之旅,而且是单程之旅,不回收三枚一级火箭。还是SpaceX第三次直送GEO太空快递任务、首次直送GEO商业卫星太空任务。

  这期间重鹰二级真空梅林发动机需要开关三次,精准送达既定轨道,发射升空大约4个半小时,先后部署三颗GEO卫星:主星ViaSat-3美洲号,以及两颗拼车卫星Arcturus大角星、GS-1引力空间1号。

  尽管不见火箭回收,但目睹重鹰冲云霄依扣人心弦,多少还能弥补一点星舰首飞后带来的空缺感。一起来欣赏重鹰第六飞的震撼感——

  ▲这次发射既是SpaceX今年第28发、第226次猎鹰系列火箭发射、4月第7发,也是重鹰第6发,还是重鹰第三次直送GEO太空任务、首次直送GEO商业卫星太空任务。

  4月13日静态点火,计划4月18日发射,随后错开星舰首飞,延期至4月26日。期间至少更换过一台梅林发动机。不巧,26日前后正赶上强雷电笼罩佛州卡角,再次延期,推迟到4月28日。

  等到发射窗口美东时间4月28日19:29(北京时间4月29日7:29),因高空天气原因,随后推迟1小时,新发射窗口更新至美东时间4月28日20:26(北京时间4月29日8:26),但在最后倒计时T-59秒,发射总监突然叫停,中止发射。具体原因不明。

  暂停48小时后,再瞄准美东时间4月30日20:26(北京时间5月1日8:26),终于如愿以偿,重鹰第六飞如期而动。

  因为这是重鹰首次全消耗发射,也就是三枚捆绑火箭全不回收,使命必达之后有去无回,所以三箭都没有加装着陆架。当然,少许遗憾就是无法欣赏双箭着陆回收。

  这次使用的重鹰跟前三枚的确不一样,但与第四枚、第五枚相同,外观最大特点之一就是二级火箭(上面级)煤油燃料舱的外部喷涂了一层灰色油漆,这有助于燃料舱吸收太阳光,确保RP-1火箭煤油不会冻结。毕竟二级火箭需要在寒冷孤寂的太空里滑行四五个小时。

  这次部署任务的最大特点是利用重鹰火箭的强悍推力,直接将商业卫星送抵3.46万公里之遥的地球静止轨道(GEO),这是SpaceX首次直送GEO商业卫星太空任务、也是第三次担纲直送GEO太空任务。

  当然,这也是首次直送GEO商业卫星太空任务。前两次都属于美军机密发射任务。

  以往部署绝大多数地球静止轨道卫星,都是火箭上面级将卫星送到几百公里高度的地球同步转移轨道(GTO),再依靠卫星自身推进器逐步缓慢爬升至地球静止轨道,这一过程大约需要耗时数天、数周甚至数月,还必须消耗相当数量且宝贵的推进剂,推进剂存量多少会直接决定GEO卫星在轨运行寿命。而直送太空任务能够将GEO卫星直接送到~3.6万公里外的目标运行轨道,既能节省宝贵燃料,又可快速缩短入轨时间。

  这项高难度部署任务以前只是美国军方的特殊需求,并且以往全由美式国企ULA(联合发射联盟公司)独揽。不过,随着该公司重型火箭退役倒计时,而替代品火神尚未登场,为SpaceX重鹰担纲此任创造一个机会期,于是就有了重鹰直送GEO的特殊使命——从去年11月1日发射USSF-44任务,到今年1月发射USSF-67任务,再加上今天首次直发商业卫星,现已成功担纲三次直送太空快递任务。

  这次发射一次性部署三颗GEO商业卫星,总质量约6.8吨,但部署主星轨道却是远在34621公里之外的近地球静止轨道。按照轨道设计的基本要求,必须在发射升空4.5个小时精准部署。这在某种程度上预示着重鹰必须在短时间内达到设计的基本要求的高度、速度(发射升空4分23秒,一定要达到117公里、17000公里/小时),由此才达到预先设定的一二级分离操作条件。这一严苛条件比前五次发射更加消耗推进剂,从而使得重鹰捆绑式三箭无法回收。

  已知此次任务有效载荷大约6.8吨。SpaceX必须首要满足第一客户美国卫讯的部署需求,设计出重鹰运力与部署轨道、着陆最佳选择组合方案:核心火箭必须消耗掉,两枚侧翼火箭可以海上回收,以此满足将6.8吨多(接近7吨重)载荷直送GEO的最终目的。(要想两枚侧翼火箭陆地回收,前提是最多只能运送6吨载荷直送GEO)

  但问题来了,要想两枚侧翼火箭海上回收,前提是一定要能同时调派两艘海上回收平台。SpaceX在东海岸只有两艘海上回收平台(JRTI、ASOG),但其中一艘JRTI还在返航途中海上漂(4月28日回收B1078.2),根本不能同时调派两艘回收平台共同完成一项海上回收任务。通常每艘海上回收平台执行一次任务,至少需要间隔8天时间,用于往返、检修、补给等刚需任务。

  更况且,眼下SpaceX正处在高频发射季,无力同时调派两艘回收平台只为了一次双箭回收。无论是回收成本、时间成本,还是安全因素,通盘考虑都不太划算。所以,最佳选项就是放弃海上回收,三箭全部消耗不回收。前提只有一个:只要SpaceX与卫星客户谈好价钱,一个双方都能接受的发射价即可。

  这次发射价双方都没披露,只是主星客户美国卫讯透露一点点,他们额外负担了消耗火箭的相应费用。从2022年3月下旬开始,SpaceX提高了市场发射价,猎鹰9号发射价从6200万美元提高到6700万美元,涨价8%。重型猎鹰火箭发射价从9000万美元提高到9700万美元,涨价7.7%。因此估算这次发射价会在1亿美元以上。但不会超过1.2亿美元。毕竟这枚重鹰动用的是一新两旧火箭:一级中心火箭B1068新箭,两枚侧翼火箭编号B1052.8、B1053.3分别属于第八飞、第三飞,最终核算的边际成本和费用都不会太高。

  三颗GEO卫星:主星ViaSat-3美洲号,以及两颗拼车卫星Arcturus大角星、GS-1引力空间1号。

  这是美国卫讯Viasat设计部署三颗大功率互联网卫星中的第一颗, 旨在扩大全球宽带覆盖范围,三颗部署全部完成后,理论上可为99%世界人口提供不间断全球宽带服务。从命名【美洲号】来看,该卫星服务范围针对北美、南美,而不仅仅是美国。

  该卫星发射质量约6.4吨,差不多有一辆校车那么大。由波音位于加州埃尔塞贡多的702MP卫星平台建造,再由乌克兰制造的安东诺夫AN-124大型货机运抵佛州卡角发射场。

  ViaSat-3运行轨道是34621公里之外的圆型地球静止轨道,设计常规使用的寿命至少15年。装备8扇太阳能阵列,跨度为43.9米,约为国际空间站跨度的三分之一。总共可产生约25千瓦电力,这是迄今为止商业通信卫星发电能力最高的。ViaSat-3使用Ka波段,装备有史以来最大的反射器,由碳纤维、强化聚合物和石墨烯制成,同款反射器也被部署于詹姆斯·韦伯太空望远镜。

  ViaSat-3拥有高达每秒1太比特的数据传输量,这是Viasat目前整个卫星卫星传输量的两倍。未来整个Viasat -3星座的传输量将达到每秒3太比特,这将是目前Viasat网络传输量的500-600%。

  也被称为极光4A(Aurora 4A),属于搭便车的小卫星,发射质量只有400公斤,设计寿命为10年。使用Ku波段,主要为阿拉斯加和周边地区提供高达7.5 Gbps的数据传输能力。这是阿斯特拉尼斯商业卫星公司(Astranis commercial satellite)运营的第一颗MicroGEO卫星,定向服务于阿拉斯加地区,该公司建造的其他MicroGEO卫星,未来将服务于秘鲁及其移动通信市场。

  这是丹麦为美国引力空间公司建造的一颗16U立方体卫星。卫星仅重22公斤,旨在支持物联网通信服务。这颗立方体卫星包括几个有效载荷。其中一个载荷属于印度尼西亚PT Pasifik卫星公司位于地球静止轨道的占位卫星。

  ①2018年2月6日:首飞(也是试飞),发射Roadster + Starman 特斯拉跑车/星人(HEO),搭载史上首款汽车飞行器,首度创造双箭同步着陆回收的创举。业界引爆,全球刷屏。

  ②2019年4月11日:第二飞即商业首飞,为沙特阿拉伯卫星通信公司发射Arabsat 6A卫星(GTO),完美上演三箭全回收,两箭同步陆上着陆,一箭最远海上着陆。

  ③2019年6月25日:第三飞,为美国空军发射STP-2演示任务(LEO/MEO)实现网捕船首次成功回收整流罩!一箭24星成功部署三个轨道,一举成就SpaceX最难发射任务。

  ④2022年11月1日:第四飞,为美国太空军发射USSF-44机密任务,首次直送GEO地球静止轨道!

  ⑤2023年1月15日:第五飞,为美国太空军发射USSF-67机密任务,再度直送GEO地球静止轨道!

  ⑥2023年5月1日:第六飞,第三次直送GEO太空快递、首次直送GEO商业卫星太空任务

  从2018年2月6日至今,现已发射6次,5年6发实属低频发射节奏。不过今年进入高频节奏,计划5发,现已发射两发。下次美国太空军USSF-52机密任务计划最早于6月23日发射,木星3号(Echostar 24)不早于今年8月发射。美国宇航局的灵神星小行星探测器定于10月5日发射。每逢重鹰出场,都是大戏,好戏连台。具体见表如下▼

 
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