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SpaceX破纪录的同时,一箭第五飞有去无回,两次发射星链两次痛失火箭

三体引力波 三体引力波 2021-09-30

经过3天前有惊无险的发射中止后,SpaceX终于一箭飞出史无前例!创造火箭复用新纪录:实现一箭第五飞!只是遗憾有去无回,但依然不泯高光时刻。

除了二级火箭,一级火箭、整流罩全部重复使用。这让SpaceX创下回收火箭23枚、重复使用34次。

主要看点

①突破性实现一箭第五飞,诞生首枚火箭5次发射

②第2次重复使用二手整流罩

③连续两次发射星链两次失去回收火箭

超快速部署星链,升空15分钟后开始部署60颗卫星

⑤星链星座很快将达到近360颗


发射速览

发射时间:美国东部时间3月18日8:16,北京时间3月18日20:16

发射地点:美国黄金发射位佛州肯尼迪航天中心39A,SpaceX首次在此发射星链,此前5次都在卡角空军基地40号发射位。

动用火箭:一枚高复用猎鹰9号B5火箭(芯级编号B1048.5),这是SpaceX首枚一箭第五飞火箭。只是遗憾没能再度回收。

首要任务:Starlink-5,第5批1.0版星链卫星(算上2019年5月部署0.9版星链,这是第6次发射60颗星链),依然是一箭60星。

部署轨道:椭圆形轨道212公里 x 386公里,赤道倾角53度。

最终轨道:近地轨道550公里,60颗分三组,每组20颗,部署3个平面轨道。

次级任务:垂直回收一级火箭,失败。双船网捕整流罩,失败。


虚惊一场后淡定第五飞

原定3月15日上午9:22既定升空,就在发射最后一秒钟(T-0),非常罕见地突然中止发射,虚惊一场过后,SpaceX官方给出的解释:「由于自检系统在发动机功率检测时,因超出历史数据而触发了自动中止程序。」

之后来自更确切的消息透露,题并不是出在发动机本身,而是确定发动机推力的传感器和软件错误地读取一台发动机推力过大,导致中止发射。

其实这是最好最可靠的安全保障,自检系统一旦发现任何异常就会以毫秒级神速自动中止发射,把一切安全隐患留在地面,而不是空中。

一箭第五飞卡在最后一秒中止!十年前首发猎鹰9号曾遭遇过

经过72小时复检,更换推力传感器、调整软件,三天后的3月18日,这枚火箭再度冲刺,漂亮实现一箭第五飞。

美国东部时间3月18日上午8:16火箭升空,1分12秒,超音速飞行达到最大空气动压值(Max Q)。2分半钟后关闭9台梅林发动机,几秒钟后一二级火箭分离。随后二级火箭发动机点火,持续推进约6分钟后,插入一个椭圆形轨道。

这期间,按计划8分35秒后,一级火箭将垂直着陆海上平台,结果箭载摄像头直播信号中断,一箭第五飞火箭最终没能回家,实现第5次垂直回收。当然了这是次级任务。主要任务还是干得漂亮。当发射升空15分钟后顺利释放配置器,开始部署星链卫星。

从火箭升空到部署卫星,短短15分钟



首枚一箭五飞火箭,遗憾有去无回

这次任务SpaceX一箭飞出前所未见!首次完美演绎一箭第五飞,即一枚火箭实现五次发射。只是遗憾没能再度回家。

这枚芯级编号为B1048.5的猎鹰9号B5型火箭,浑身上下烟熏火燎,貌似不够整洁一新,其实并不脏!只是饱经风霜,战绩卓著——

①2018年7月25日,猎鹰9号总计第60发,部署新一代铱星Iridium NEXT 7。今晚欧美兑现双连发,一个成功谢幕飞,一个试图双回收,成败各半

②2018年10月8日,猎鹰9号总计第63发,部署阿根廷地球观测卫星SAOCOM 1A。SpaceX首次西海岸陆上回收火箭

③2019年2月22日,猎鹰9号总计第70发,最惹眼的不是主星印尼通讯卫星Nusantara Satu,而是全球首个非官方月球探测器Beresheet创世纪号着陆器。SpaceX再度一箭三飞,释出首个私营月球探测器

④2019年11月11日,猎鹰9号总计第76发,部署首批1.0版星链卫星。SpaceX冲高复用新纪录:一箭四飞、复用整流罩,顺带成为全球第二大卫星运营商

⑤2020年3月18日,猎鹰9号总计第83发,部署第5批1.0版星链。创造复用火箭新纪录,一箭第五飞+第二次复用整流罩……

唯有遗憾,这枚标志性复用火箭没能上演第五次垂直着陆,错过了「当然五还爱着你」OCISLY。

很快着陆失败有了答案。官方账号NSF与马斯克互动时,初步得出分析结果,飞行中一台发动机出现了故障——

「已确认一台发动机在上升过程中关闭了,但正如设计的那样,猎鹰9号可以在发动机关闭后继续飞行。然而,可能就是这台发动机跟着陆失败有关,这解释了为什么没能返回。」

「是的。在上升过程中确有一个发动机提前关闭,但这并不影响插入轨道。数据显示还有9台发动机!下次发射任务前需要彻底查清。」


还记得吧,上次回收失败仅仅发生在1个月前,2月17日发射Starlink-4任务时,一箭第四飞火箭(编号B1056.4)同样与海上平台失之交臂。当然我还爱着你海上平台没能欢喜迎来这枚火箭,直播画面给出的只有空镜头,主角缺席。

加上这次失败,这已经是连续两次发射星链两次丢失回收火箭,SpaceX貌似走入了怪圈?!

这次着陆失败,意味着SpaceX没能持续刷新回收新数据:错失了第51次成功演绎火箭回收、第30次海上回收火箭、无人海上平台OCISLY第25次喜迎回收火箭。

只好期待下一次……

要知道,全自动回收火箭有多难!这枚箭高40米、重达约28吨的一级火箭,以5倍客机巡航速度降到客机巡航速度,再从高铁速度降至成人快走速度,直到稳稳降落在比标准足球场小一号的无人海上平台上——这种难度相当于让一支铅笔飞过帝国大厦头顶之后,再精准垂直落到只有鞋盒大小的着陆点,全程都是由自动模式完成的。

火箭回收与复用领域,SpaceX依然遥遥领先,只是偶尔也会来点小意外小刺激……

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23枚复用34次、回收50次

猎鹰9号火箭诞生十年来,现已使用41枚、总计发射83次,共分五款B1~B5型号——B1019~B1020属于B1款(两枚);B1021~B1027属于B2款(7枚);B1028~B1038属于B3款(11枚);B1039~B1045属于B4款(7枚);B1046~B1059属于B5款(截止目前已使用14枚)。

自从2017年3月30日首次复用火箭(B1021)以来,截至目前SpaceX已经重复使用23枚火箭、发射34次,成功回收50次火箭

现已诞生1枚一箭五飞火箭(B1048.5回收失败),3枚一箭四飞火箭(B1046.4、B1049.4、B1056.4回收失败),2枚一箭三飞火箭(B1047.3、B1051.3),17枚一箭双飞火箭。

B5之前的款型设计使用次数:最多两次,B5则高达10次。期冀早日亲眼目睹一箭十飞那一幕!航天复用路,越走越高阶。SpaceX遥遥领先,其他发射商只能望箭兴叹。



第二次复用整流罩

这次任务另一大亮点就是再次复用整流罩。直径5.2米、高度13.9米、重约2吨的一对儿整流罩,来自2019年5月24日发射0.9版星链任务使用过的回收整流罩。

第一次重复使用整流罩是在2019年11月11日发射首批1.0版星链任务时,创造的复用里程碑。采用2019年4月12日第二枚重鹰发射使用过的那对整流罩。

尽管这两次复用整流罩,都不是利用网捕船空中网捕回收的,而是受控溅落后海上打捞的,但经过检查、翻新后,完好无损地再次投入到循环再利用当中。

这意味着:重复使用海上打捞的回收整流罩,不仅可行,而且操作更容易、成本更低。在回收、翻新、复用路上,SpaceX绞尽脑汁极尽能事,换来的是遥遥领先。

这次一项次要任务就是再度尝试双船网捕一对整流罩,试图双网打尽,结果差一些运气吧。好在海面打捞后的整流罩,经过翻新检修后很快还会用于星链发射。

截至目前,两艘网捕船成绩单:树女士3次成功网捕半个整流罩,9次尝试失败,2次现场放弃;首席女士(女酋长)4次尝试失败,1次现场放弃。

来看看网捕整流罩超简史——

①首次成功网捕半个整流罩出现在2019年6月25日,第三枚重鹰火箭发射之际,由原【史蒂文先生】改造升级的网捕船树女士,第一次大显身手便破天荒地成功网捕半个整流罩,这是经过16个月不断尝试失败与技术迭代之后,SpaceX创造出航天史上的回收新奇迹。

②第二次成功网捕重现于2019年8月7日,发射AMOS-17任务,网捕船树女士再度上演梦幻般的高难度动作。

③第三次成功再现是在2020年1月29日部署Starlink-3之际,树女士三度空中网捕整流罩。

作为树女士Ms. Tree的姊妹船,首席女士(女酋长)Ms. Chief这次是头一次实现零突破。2019年第三季度,SpaceX迅速新添了这艘网捕船,与树女士大小尺寸、功能配置基本一样。

SpaceX一直在不懈努力尝试回收整流罩,这背后绝不是简单节省300万美元(半个整流罩)的成本问题,更重要的这是全球航天创新性技术突破,人类宇航史上前所未有地回收整流罩!为今后环保无害化的航天发展趋势开山劈路,指明路径。


第二次超快速部署星链

这次星链任务依然一箭60星,依然超快速部署星链。

跟上次部署Starlink-4一样,都采用超快速插入一个椭圆形轨道。

当火箭升空短短15分钟后,二级火箭便插入212x386公里的椭圆形轨道释放卫星配置器,遂即开始部署星链卫星。经过几周爬升进入550公里的最终轨道,每组20颗,分三组部署3个平面轨道。

而前4批星链任务都需要发射升空1小时后,在290公里高度释放配置器,再开始旋转式部署60颗星链卫星。

这次发射是今年第4次部署1.0版星链卫星,3个月发射4次,还未达到马斯克预告的「每月两发」高频节奏,导致制造卫星速度大大超过发射速度。这也让SpaceX成为史上最高产的卫星制造商,至少已经制造出来足够4次发射超过240颗卫星。

接下来两次部署Starlink-6、Starlink-7,目前安排在4月份,具体发射时间待定。


很快接近360颗星链

简要梳理下SpaceX现已部署的6次星链任务,谨请回看——

2020年3月18日部署Starlink-5,SpaceX很快将拥有在轨运行星链卫星有望多达357颗(目前297颗正常在轨工作,加上几周后到达轨道的60颗)。

2020年2月17日部署Starlink-4,SpaceX拥有在轨运行星链卫星有望多达297颗。SpaceX今年第四发,超快部署第四批1.0星链,可惜火箭海上漂,着陆失败

2020年1月29日部署Starlink-3,SpaceX作为全球最大卫星运营商,拥有237颗星链卫星。短短只用了9个月,从零一跃成为全球最大卫星运营商。2020开年小盘点,中美欧小规模打出7发火箭

2020年1月7日部署Starlink-2,SpaceX一举成为全球最大卫星运营商,拥有177颗星链卫星。超过第二大卫星运营商行星实验室Planet Labs140颗。SpaceX释出2020全球第一发,颇有深意

2019年双十一部署首批1.0版星链(Starlink-1),让SpaceX一跃成为全球第二大卫星拥有者,在轨运行星链卫星117颗,这一数量甚至超过了美国宇航局、美国空军、铱星等。SpaceX冲高复用新纪录:一箭四飞、复用整流罩,顺带成为全球第二大卫星运营商

2019年5月24日部署0.9版星链,60颗卫星在轨运行57颗。SpaceX大手笔:布局全球最大最快宽带网,对我们有多重要?

SpaceX计划今年总计航天发射35至38次,一半以上用来部署星链卫星。照此节奏,当2020年中期部署至800颗时,星链星座将在北美率先提供卫星宽带互联网接入服务,正式启动商用。

按计划到2024年部署完成4425颗,到2027年部署完成7518颗,总量11943颗卫星。如果再加上SpaceX新增30000颗占位卫星的庞大计划,星链总计高达4.2万颗。当然,这不是简单用「无比夸张、野心勃勃」能够形容的。

马斯克要的就是一骑绝尘,先下手为强。毕竟,全球范围内如此大投入、高密度的卫星互联网计划(竞争对手包括OneWeb星座、Kuiper柯伊伯星座、ORBCOMM轨道通信星座、Telesat加拿大通信卫星星座等,目前计划部署巨型星座多达18座),很可能最终胜出者只有一家。关键看谁先下手,谁先铺货,谁先占位,谁就最有可能赢得市场,赢得未来。

马斯克给星链星座的定位最清晰最高调:打造全球最大卫星星座、全球最大最快的卫星宽带互联网,拥有高密度、全覆盖、高通量、低延迟等突出特点。

资本市场普遍认为,未来星链星座将为该公司带来年收入至少300亿美元,势必成为SpaceX未来最主要的收入来源,当然值得全力以赴。


这次发射刷新数据

SpaceX首次一箭第五飞,第五次回收失败

SpaceX第二次重复使用整流罩

SpaceX第34次重复使用回收火箭

猎鹰9号火箭总计第83次发射

第5次部署1.0版星链卫星(Starlink-5)

今年第4次部署1.0版星链卫星

SpaceX今年第6次发射

美国今年第8次发射

全球今年第21次发射

截至2020年3月18日,美国8发、中国6发(1发失败)、欧洲3发、俄罗斯2发、日本1发、伊朗1发失败



本文参考:

FALCON 9 BLOCK 5 | STARLINK 5

Timeline for Falcon 9 launch of Starlink satellites

SpaceX launch aborted in final second before liftoff

SpaceX rocket performs first last-second launch abort in years, delaying Starlink mission

SpaceX's next Starlink launch to mark biggest rocket reusability milestone yet

SpaceX launches 60 Starlink satellites into orbit, misses rocket landing




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