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SpaceX“四手”火箭上天超越美国空军成世界第二大卫星运营商本港

作者:admin     发布时间:2019-11-12 17:33 点击数:

  一年半时间里,这支猎鹰 9 火箭四次发射,四次回收,全部获得成功。凭借此次发射,SpaceX 已然跻身世界顶级卫星运营商行列。

  北京时间 11 月 11 日晚上,SpaceX 的一枚猎鹰 9 火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射,将首批正式运营的 60 颗 Starlink 卫星送上预定轨道,火箭点火 8 分钟后,一级火箭稳稳降落在“Of Course I Still Love You”接驳平台上,成功实现回收。

  今年以来 SpacceX 已经完成了 11 次火箭发射并全获成功,尽管我们已经习惯了 SpaceX 的成功发射,但此次发射任务仍亮点十足。

  首先,这是 SpcaeX 首次使用“四手”火箭执行发射任务。这枚火箭在公司内的编号为 B1048,曾在 2018 年 7 月进行了首次飞行,至今不到一年半的时间内,B1048 已经四次成功发射且全部成功回收,拿下 SpaceX 在可重复使用火箭上的新成就。

  更值得关注的是,随着Starlink 发射工作开始进入正轨,SpaceX 开始在卫星领域展示出恐怖的竞争力。

  根据美国一家非盈利组织 Space Foundation 统计,SpaceX 的卫星总数已经来到 120 颗。仅从数量上来看,SpaceX 通过此次发射一举超过了NASA(67 颗)、美国空军(98 颗)还有铱星公司(106 颗),成为世界第二大卫星运营商。仅次于美国卫星公司Planet,该组织目前运行着 197 颗遥感卫星。

  如此看来,SpaceX 仅需再发两批 Starlink 卫星,就能稳稳坐上世界第一大卫星公司的宝座。在 SpaceX 的激进规划下,相信这一刻将在不久后就到来。

  目前 SpaceX 尚未透露 2019 年是否还有 Starlink 发射计划,不过最迟到 2020 年,SpaceX 将进行不少于 10 次 Starlink 发射任务。并尝试在美洲开始商用卫星通信服务。

  届时,Starlink 卫星数量将达到 700 颗以上,将远超目前所有卫星公司的卫星数量。

  据当地媒体报道,Space Foundation 一位副总裁在谈到 Starlink 计划时表示, Starlink 的优势并不在于其卫星的设计和制造能力,而是 SpaceX 自家有强大的发射能力,能够轻松掌控卫星的发射环节。“当你能像 SpaceX 一样作为卫星集成商、发射商和运营商时,你就能从竞争对手中脱颖而出。”

  在回收使用方面,本次运载火箭还使用了完全“二手”的整流罩,这也让 SpaceX 成为首个达到这一目标的火箭公司。根据最初的计划,SpaceX 准备在此次任务中对两片整流罩进行回收,并派出了两艘回收船,但最终由于天气等因素,SpaceX 最终取消了这一计划,两艘回收船也被撤回。

  一名 SpaceX 工程师在火箭成功发射后表示,这枚猎鹰 9 火箭在设计上能满足 10 次重复飞行的需求。因此在理想情况下,这枚 B1048 火箭还可能在后续的任务中继续冲击“五手”、“六手”……朝着“重复 10 次发射”的小目标前进。

  追求可重复使用火箭的唯一原因在于其能够大幅降低火箭发射成本。SpaceX 曾提供了一个简单逻辑:运载火箭成本中 95% 是硬件,其中一级火箭成本则占去了 60%。因此回收并重复使用一级火箭将能够大幅降低成本,以重复使用 10 次计算,成本可降低 5 成。

  这听起来很诱人,但成本计算远比这复杂。首先可回收、本港现场报码室重复使用涉及到的复杂技术需要大量的前期研发投入;为了在回收时能通过反推火箭实现软着陆,一级火箭需要在返回时依然留有大量燃料,在“斤斤计较”的火箭上,这部分燃料带来重量的增加会大幅影响火箭的运载能力,降低效率;此外,可回收火箭的可靠性也需要经过漫长的验证。

  猎鹰 9 的成本如何外界无从知晓,但仅从报价来看,复用火箭的确在价格上有明显折扣。一位火箭行业从业者曾向 DeepTech 解读,通过回收、重复使用火箭来实现降低成本并不是一蹴而就的事情,而是在可重复发射次数不断提升的过程当中逐步实现成本降低。与此同时,提升火箭的可重复使用次数亦是一个漫长的过程,需要通过一次次发射、检测、优化中实现。

  在提升可重复使用能力方面,SpaceX 能在商业发射中同步进行技术验证本就是一个优势,而在火箭本身无需进行大规模检修的情况下即可再次用于重新发射,这一过程毫无疑问有助于成本降低。

  同时随着此次发射成功,SpaceX 已经拥有超过 120 颗卫星,在数量上,SpaceX 已经悄然成为世界上最大的卫星运营商之一。根据欧洲航天局的统计数据,到目前为止,地球上空各类人造卫星的总数超过 5000 个,其中正常运作的约为 2000 个。但多个国家政府和民营太空公司都在酝酿着宏伟的卫星组网计划,可以预见在轨卫星总数将很快达到数万颗。仅 SpaceX 一家,计划发射的 Starlink 卫星就达到了 1.2 万个,这个数字已远超过去 60 年发射卫星的总数。

  “Starlink”项目最早提出于 2015 年,计划利用卫星取代传统的地面通信设施,来帮助全世界尤其是偏远的地区接入高速的宽带互联网。

  SpaceX 将此次发射任务命名为 Starlink-1 ,且表示这 60 颗卫星将是第一批正式运营的 Starlink 卫星。在火箭发射后,火箭上面级将卫星送到约 280 公里的高度上。在这一高度上,SpaceX 将会与每颗卫星建立直接联系,确认每颗卫星的工作状况。

  其中,功能异常的卫星将会留在这一高度,在后续的运行中会坠入大气层完全烧毁。只有确认健康工作的卫星才会被最终使用,在离子推进器的推动下进入更高的预定轨道。而确认健康工作的卫星才会被最终使用其携带的离子推进器进入更高的预定轨道。

  值得一提的是,距离上一次发射 Starlink 卫星仅半年时间,SpaceX 又对该卫星进行了多方面改进。财神爷高手论坛土建造价员和机械造价员的区

  首先是连接方面。此次上天的 Starlink 增设了星间链路,相比首批 Starlink 卫星仅能够单独与地面通信而无法实现卫星之间通信,新一批卫星具备了卫星之间互相通信的能力,通信能力更强。

  在安全方面,此前 SpaceX 曾承诺将在 Starlink 的卫星寿命完结后,在掉入大气层时完全烧毁。而这批卫星将能够首次实现这一目标,在部件上进行更加有针对性的选择,以在使用寿命结束后能够在大气层中完全烧毁,不会对地面产生影响。

  Starlink 卫星的庞大组网计划,引发了天文学界的广泛担忧,认为其亮度过高,且数量庞大,将会严重影响天文观测活动。因此在新一批的卫星上,除了在信号连接和安全方面的改进,马斯克还降低了卫星的亮度,兑现了此前的承诺。

  卫星功能的改进,也让卫星质量有所提升,相比首批卫星每颗 230 公斤左右,新一批卫星质量达到每颗 260 公斤,这也让此次任务成为 SpaceX 载荷质量最大的一次发射任务。

  据计算,本次发射的载荷达到了 15.6 吨,创下 SpaceX 创立以来单次发射有效载荷的最高纪录。

  官方数据显示,猎鹰 9 火箭近地轨道载荷能力接近 23 吨,但在考虑火箭回收的情况下,一级火箭需要保留部分燃料以在着陆时提供动力,因此运载能力会出现明显降低。

  对于此次 Starlink 发射任务,有火箭行业人士推测,SpaceX 此次将卫星重量提升,而将发射轨道降低(280 公里),估计此次发射任务已经发挥了猎鹰 9 火箭全部运载能力。

  不过,就算首批 60 颗卫星全部成功部署并正常工作,这些卫星也不足以提供稳定的网络连接。

  马斯克曾在 10 月底通过自家 Starlink 提供的宽带网络更新了一条推特,但这还远不足以提供稳定的网络服务。根据马斯克自己的说法,实现小范围网络覆盖,这样 60 颗卫星的发射最少需要进行 6 次。而要实现“中等”程度的覆盖,则还要发射 12 次,即卫星数量达到 720 颗。

  在 SpaceX 的设想中,800 颗卫星也是该星座能够开始提供商业服务的最低标准,而实现商业服务的时间点则可能在 2020 或 2021 年左右。

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