2021-01-25 18:47:38聖天使

一箭143星SpaceX刷新全球發射之最,占目前在軌衛星總量5%!



太空先鋒總是不斷創新,迭出精彩。今天發射更無例外。SpaceX憑藉一箭143星一舉刷新世界紀錄,不僅蓋過2017年印度曾創下的一箭104星之最,而且 占目前在軌衛星總數的5%!

突破不止於此……




發射速覽

任務名稱:首批小衛星共乘任務 Transporter-1(運輸者一號/轉運者一號/瞬間傳輸者一號,多種譯法)

發射時間:美東時間1月24日10:00(北京時間24日23:00)

發射地點:佛州卡角太空軍基地40號發射位(SLC-40)

運載火箭:獵鷹9號復用火箭B1058.5,一箭第五飛

載荷質量:~5噸

部署軌道:太陽同步軌道/極地軌道(~525公里 x ~97°)

次級任務:①B1058.5成功演繹一箭五飛五回收;②雙船嘗試網捕整流罩未能如願以償


主要看點:

①一箭多星發射刷新全球之最(143顆)

②首次部署極地軌道星鏈衛星(10顆)

③首次部署「運輸者」小衛星共乘任務

④首次在佛羅里達半島以南大西洋海域回收火箭




明星級火箭第五飛

這次任務採用一箭第五飛明星級火箭(芯級編號B1058.5),在此之前曾四度穿行天地間,先後發射過大名鼎鼎的奮進號龍飛船(DM-2任務)、韓國首顆專用軍事通信衛星ANASIS-II任務、部署第12批1.0版星鏈任務、 第二代貨運龍飛船首飛任務。

之所以稱為明星級火箭,因為它就是在2020年5月30日歷史性發射奮進號龍飛船的那枚一級火箭,由此開創全球商業載人航天新時代。




▲第一飛: 2020年5月30日,運送奮進號龍飛船第一次載人航天,這是自2011年航天飛機退役後,美國重新執掌載人航天主動權第一飛,還是SpaceX十年磨一劍,開創全球私營太空公司載人航天新高度,美國史上第5款載人飛船、全世界第9款載人飛船首度載人飛……


「奮進號」龍飛船載人首飛,開啟一個新航天時代




▲第二飛:2020年7月20日發射韓國首顆專用軍事通信衛星ANASIS-II任務。創下獵鷹9號火箭當時最短復用間隔紀錄 (51天),一舉打破由亞特蘭蒂斯號航天飛機整整保持35年之久的世界紀錄——航天器重返太空最短間隔的世界紀錄(54天)。

SpaceX下半場首飛破紀錄:雙船網捕整流罩!復用火箭最短時間重返太空!




▲第三飛:2020年10月6日部署第12批1.0版星鏈,也是SpaceX第8枚一級火箭實現一箭第三飛,這枚明星級火箭第三次飛行、第三次回收。

SpaceX打出明星級火箭,首次大膽使用三手整流罩




▲第四飛:2020年12月7日,這枚一箭第四飛獵鷹9號火箭搭載第二代首艘貨運龍飛船,一飛沖天實現首飛,完美軌跡意味深長。

第二代貨運龍首飛,開創一個新鮮時代





▲第五飛:2021年1月24日,一箭第五飛首次 部署「運輸者」小衛星共乘任務,創造「 一箭143星」發射最多衛星世界紀錄,同時首次部署極地軌道星鏈衛星。

B1058火箭從第四飛到第五飛間隔僅僅49天,由此創下第二短髮射間隔。第一是B1051火箭在上周才創下的最短髮射間隔紀錄(39天)。




發射過程

這次任務採用高復用一級火箭B1058.5(B1表示第一級,058表示製造的第58枚火箭,5表示第五次飛行)。跟上一次發射B1051.8一樣,在 發射前同樣沒有執行靜態點火。

靜態點火測試是2010年6月首次發射獵鷹9號以來,SpaceX通常都要執行的常規動作:除了保持發而不射以外,發射流程全部跑一遍,持續點燃幾秒鐘9台梅林發動機,以便檢驗火箭健康狀況,從而最大程度規避發射風險。




這次發射窗口期為22分鐘,但在窗口期打開第一時間點, 美東時間1月24日10:00(北京時間24日23:00)發射升空。這是 SpaceX在佛州卡角40號發射位第63次發射,也是該發射位總計第118次發射。

由於部署任務屬於 太陽同步軌道/極地軌道,與赤道傾角約為97°,所以火箭升空後開始飛向南方,而不是通常東北方向。

飛行路徑與去年8月發射阿根廷SAOCOM 1B衛星時類似。那次任務標誌着自1960年代以來首次從佛州卡納維拉爾角發射進入極地軌道。


通常加州范登堡發射場承擔此類任務,以發射極地軌道(高傾角衛星)為主。由於佛州卡角發射這類任務可能會出現火箭墜落區籠罩陸地的風險。


據悉,在太空爭霸時代的1969年,美國曾在佛州發射一顆極軌衛星時火箭發射失敗,導致一些碎片墜落古巴境內,有報道稱導致一頭母牛死亡,美國駐哈瓦那大使館遭致抗議。從此以後,美國極軌衛星發射全部移至加州發射場,直到去年SpaceX打破50年發射禁忌。這次任務也是自1969年之後美國第二次從佛州卡角發射極地軌道衛星。


SpaceX迎來第60次成功回收火箭,第100次軌道級發射,順手打破50年發射陳規

回到這次發射現場:當升空1分鐘12秒,通過空氣最大阻力點(Max Q)。2分36秒,第一級火箭9台梅林發動機關閉。緊接着一二級分離,一級火箭開始全自動返航再入大氣層。升空2分40秒,二級火箭點火推進,隨後釋放整流罩。

▲發射升空~9分45秒,15層樓高的這枚一級火箭(B1058.5)第五次完美演繹垂直降落,穩穩落在距發射場553公里的OCISLY海上平台上。

這是SpaceX總計第73次成功回收一級火箭、也是【當然我還愛着你】海上平台第36次喜迎一級火箭,還是SpaceX第一次在佛羅里達半島以南的大西洋海域回收火箭。





▲當火箭升空8分35秒,二級火箭(上面級)關閉真空梅林發動機,開始長達46分鐘的太空滑行。 T+54:35,即發射升空54分35秒,第二次啟動真空版梅林發動機,短短2秒鐘後關閉,接下來再次太空滑行超過4分鐘。

當發射升空接近1小時,二級火箭進入一個太陽同步軌道(赤道傾角~97°),開始逐一部署多組航天器。T+58:59~T+01:31:10,長達32分鐘部署時段,總共釋放12組航天器,最後以10顆自家星鏈衛星壓軸,宣告部署收官。






這次任務採用雙片全新整流罩,回收任務派出了樹女士、女酋長兩艘網捕船,繼 去年8月發射阿根廷SAOCOM 1B任務之後,第二次在 佛羅里達半島以南的大西洋海域嘗試回收整流罩,仍然未能如願以償空中捕獲,稍後進行海面打撈回收 。

截至目前,兩艘網捕船成績單:樹女士(Ms. Tree)7次成功網捕半片整流罩;女酋長(首席女士 Ms. Chief)2次成功網捕。上次成功網捕還是在去年10月18日部署第13批1.0版星鏈,實現雙船雙網捕獲。




世界之最一箭143星

這次任務堪稱「一箭多星發射世界之最」。大小客戶多達40+家、總共搭載143個航天器(142顆小微衛星、1個軌道轉移飛行器)。這次發射載荷量占目前在軌衛星總數(~2860顆)的5%!

不僅超過SpaceX之前發射紀錄(2018年12月4日SpaceX一箭64星,刷新美國一箭多星發射紀錄),甚至刷新此前世界紀錄(2017年2月15日印度曾創下一箭104星世界之最)。






▲Transporter-1載荷分布圖

這次任務先後部署12組、143個航天器(142顆衛星+1個軌道轉移器):

①行星實驗室旗下36顆SuperDoves超級鴿子地球觀測小衛星;②開普勒通信星座17顆小衛星;③NASA旗下V-R3X任務:水星分配器搭載3顆立方體衛星;④納諾拉克斯旗下鷹巢-1任務:9顆狐猴2號衛星;⑤EXOport-2:28顆衛星;⑥Capella-3( 嘉佩樂-3衛星);⑦EXOport-1:2顆ICEYE衛星;⑧美國弗吉尼亞宇航公司 Spaceflight的客戶衛星: SAR 衛星、iQPS-2衛星;⑨Capella-4(嘉佩樂-4衛星);⑩美國弗吉尼亞宇航公司Spaceflight的軌道轉移器SHERPA-FX:搭載 13顆衛星;⑪D軌道公司的脈衝任務: 20顆衛星;⑫首批極地軌道星鏈:10顆衛星。


順便說下,小微衛星以質量分類:小衛星質量(100-500公斤)、微衛星(10-100公斤)、納米衛星(1-10公斤)、微微衛星(0.1-1公斤)、毫微微衛星(0.01-0.1公斤)。




這次任務還是SpaceX首次部署極地軌道星鏈衛星,嘗試擴展高緯度、極地地帶寬帶接入能力,增強全球性覆蓋。 地處高緯度地帶的居民,比如阿拉斯加州、北歐等,將是極地軌道星鏈衛星的最大受益者。

▲如圖所示,之前發射的星鏈衛星全都部署在550公里 x 53°近地軌道,SpaceX計劃部署在560公里 x 97.6°極地軌道共計520顆。





▲截至北京時間2021年1月24日,SpaceX現已總計發射1025顆星鏈衛星,包括最初兩顆Tintin丁丁測試衛星、1批60顆0.9版衛星、16批1.0版衛星、1批10顆極地軌道星鏈衛星。目前在軌961顆,在軌運行944顆,再入燒毀64顆,不再操作17顆。




▲軌道轉移器SHERPA-FX效果圖

這次部署任務還首次採用軌道轉移飛行器(Spaceflight設計的SHERPA-FX),可以簡單理解為第三級,只是不提供爬升推力,搭載13顆衛星,自行部署,目的是更安全有效控制、遙測這些衛星。




▲Transporter-1載荷堆棧照

這次部署任務是SpaceX 首批小衛星共乘任務 Transporter-1(運輸者一號/轉運者一號/瞬間傳輸者一號,多種譯法),採用低價策略殺入小微衛星發射市場。

根據SpaceX.com官網顯示,200公斤有效載荷送至SSO太陽同步軌道最低價100萬美元。另外增加質量每公斤收取5000美元。這種發射價看起來並非低得令人心動,但假如讓更多客戶參與拼單,則單價低得多。


像Exolaunch、Spaceflight這類小微衛星分銷商先行購買兩個載荷堆棧接口,每個接口可搭載200公斤,共計400公斤。接下來再分配給20個衛星客戶,每個客戶只需支付~20萬美元即可享受發射服務 。與此同時,發射商SpaceX、分銷商Exolaunch、Spaceflight還都有利潤可賺。


這是樂見其成的多贏模式,所以從今以後 SpaceX會定期發射運輸者共乘任務。計劃今年中期發射 Transporter-2運輸者二號、今年底發射 Transporter-3運輸者三號。

贏者通吃法則同樣適用於小微衛星發射市場。




運輸者一號推遲內幕

原定1月中旬部署這次任務,為何遲遲未發拖延至今?背後是何原由?儘管發射商沒有明說,不過從客戶方傳出的消息已經給出答案。作為共乘任務「運輸者一號」,這次發射涉及40多家客戶、搭載多達143個航天器,只要出現一兩個變故,就會導致延期發射。不幸,意外果然出現。

據美國國防部高級研究計劃局(DARPA)透露,旗下兩顆「降低風險」技術演示衛星(名為曼德拉草Mandrake 1、2),在1月4日處理過程中被意外觸發,部署彈簧竟然將兩顆衛星彈射出去,造成損壞。


同一天,另一個客戶遊俠空間公司(Momentus Space)宣布,臨時撤下準備搭載的第一款Vigoride拖船,以確保美國聯邦航空管理局(FAA)有更多時間進行審批。難道原打算先斬後奏?

同在1月4日這天,SpaceX為了補缺填空,迅速向美國聯邦通信委員會(FCC)提交申請,希望部署10顆星鏈衛星至極地軌道。可喜的是,這次聯邦部門辦事效率很高,4天後1月8日快速批准。


之所以如此快速審批,據悉,部分原因緣於阿拉斯加州教師、議員向FCC或請願或遊說或施壓。要知道,地處高緯度地帶的該州居民,將是極地軌道星鏈衛星的最大受益者。儘管10顆衛星遠遠不夠,但畢竟是個良好開端。上述一連串原因直接導致了「運輸者一號」發射推遲。

當然還未包括最近幾次因惡劣天氣造成的延期。計劃沒有變化快,這就是現實。




此次發射刷新數據

●一箭143星創下世界之最

●首次部署極地軌道星鏈衛星(10顆)

●第二次從佛州卡角發射極地軌道衛星

● SpaceX首次發射「運輸者」小衛星共乘任務 Transporter-1

●獵鷹9號火箭第106次發射

●SpaceX第114次發射(F9:106+FH:3+F1:5)

●SpaceX第110次成功發射

●SpaceX連續第81次成功發射

●第52次重複使用一級火箭(F9:48 + FH:4)

●B1058火箭創下第二短髮射間隔周期(49天)

●SpaceX第73次成功回收火箭

●SpaceX第51次海上成功回收火箭( OCISLY:36、JRTI:15)

●【當然我還愛着你】OCISLY海上平台第36次喜迎一級火箭

●首次在佛羅里達半島以南大西洋回收火箭

●SpaceX在佛州卡角40號發射位第63次發射

●SpaceX今年第3發

●美國今年第5次發射(SpaceX 3發、維珍軌道1發、火箭實驗室1發)

●全球今年第6次發射:截至北京時間2021年1月24日,🇺🇸美國5發、🇨🇳中國1發、🇷🇺俄羅斯0發、🇪🇺歐洲0發、🇯🇵日本0發、🇮🇳印度0發





+加推:馬不停蹄的SpaceX準備下一發,第17批1.0版星鏈(Starlink v1.0-L17)最早瞄準1月29日,亮出第二枚一箭第八飛,B1049.8準備追平B1051.8最高復用紀錄。

借用《西部世界》的金句:The game begins where you end…and ends where you began. 遊戲開始於你結束的地方,結束於你開始的地方。

其實,編劇喬納森·諾蘭想要傳遞的是, 這場遊戲不是開始於結束,而是開始於你的結束。 SpaceX遊戲不會結束,結束的只可能是你的好奇心。---(三體引力波)