“重鹰”第二次升空,发“阿拉伯星”6A

据航小宇处报道:太空探索公司的“重型猎鹰”运载火箭4月11日在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射了阿拉伯卫星通信组织的“阿拉伯星”6A通信卫星。火箭于美东部时间18时35分(北京时间4月12日6时35分)点火起飞。星箭分离定于起飞后约34分钟进行。

这是“重鹰”的第二次发射,也是其首次正式用来执行卫星发射任务。该火箭去年2月6日成功进行了首飞,但当时携带的是太空探索公司创始人马斯克用过的一辆红色电动跑车。本次发射所用的芯一级和两台侧捆助推器均为新造的5型箭(芯级编号B1055.1,助推器编号B1052.1和 B1053.1),不过太空探索公司首执马斯克称,虽然箭体是新的,但部分发动机以及助推器头锥却是复用的。

两台侧捆助推器几乎同时着陆的画面

本次发射的芯一级和两台侧捆助推器分别在海上平台和发射台附近的陆地平台上进行了着陆回收。根据计划,两台助推器会在“重鹰”夏天下次发射时再次使用,执行美国空军“空间试验计划”(STP)2发射任务,届时将发射美国空军、NASA和其它机构的20余颗卫星(包括我国台湾的“福卫”7)。这将有助于空军对用旧箭承担国家安全发射任务进行资质认证。“重鹰”首飞所用助推器既有3型的,也有4型的。首飞的两台侧装助推器在陆上成功着陆回收,但芯一级的海上平台着陆回收尝试未能成功。

火箭矗立在发射台上

根据太空探索公司4月6日发布的消息,该公司整流罩回收用的“史蒂文先生”高速回收船也在这次发射中出动,只是未配备支臂和网。按照设计,“史蒂文先生”要利用架在4根金属长臂上的一张巨网来捕获在GPS信号引导下乘可控翼伞缓缓下降的半罩。马斯克形容这张网就像是一只巨大的棒球捕手手套。为让以8倍于音速的速度从天而降的整流罩能落入网中,罩上还配备了推力器。不过,该船此前在美国西海岸进行的几次张网捕罩尝试均未能成功。此次未配备支臂和网出行或是要实际演练跟踪和机动/取位动作。

“重鹰”为两级火箭,第一级由3台经改装的“猎鹰”9火箭第一级并联捆绑而成,共有27台“灰背隼”1D发动机,总起飞推力510万磅(22.67兆牛)。两台侧捆助推器在芯一级贮箱底部和顶部同芯级火箭连接。芯一级起飞后不久要把推力调低,但在侧捆助推器分离后会重新调回到满推力水平。第二级则与“猎鹰”9一样,采用单台真空型“灰背隼”1D发动机,用于最终把有效载荷送入轨道。“重鹰”已超越欧洲阿里安5火箭,成为起飞推力最大的现役火箭。

“重鹰”全长70米,箭体最大宽度12.2米,总重1421吨。按太空探索公司网站所给数据,该箭不对第一级3台助推器进行回收的一次性使用型号低轨运载能力为63.8吨,静地转移轨道运载能力是26.7吨,火星转移轨道运载能力是16.8吨,发往冥王星的运载能力是3500公斤。对第一级3台助推器进行回收的型号运载能力会有所降低。网站上称,“重鹰”运载能力是其它现役火箭中能力最强的德尔它4H重型火箭的两倍以上,仅次于早在1973年就已退役的“土星”5。网站给出的用“重鹰”向静地转移轨道发射8吨重卫星的收费标准是9000万美元(“猎鹰”9向静地转移轨道发射5.5吨重卫星的收费标准是6200万美元),但执行NASA和美国军方要求更高的任务时价格预计会升到1.5亿美元乃至更高。

太空探索公司主管制造与飞行可靠性的副总裁凯尼格斯曼在去年10月的德国国际宇航大会上给出了“猎鹰”9和“重鹰”的一些性能数据,似乎与公司网站上的数据有些出入。他说,对于185公里×35786公里、倾角27度的基准静地转移轨道,“猎鹰”9一级陆上回收时运载能力为3500公斤,一级海上平台回收时为5500公斤,不做回收时为6500公斤,而“重鹰”侧捆助推器陆上回收、芯级海上平台回收时运载能力为8000公斤,侧捆助推器和芯级均在海上平台上回收时为10000公斤,不做回收时为15000公斤以上。

“阿拉伯星”6A是阿拉伯卫星通信组织2015年4月从洛马公司订购的两颗卫星之一。另一颗“希腊星”4/“沙特静地星”1已由阿里安5火箭在2月5日发射。“阿拉伯星”6A采用LM2100平台建造,发射重量6465公斤,配备Ku和Ka波段有效载荷,拟部署在东经30.5度轨位,与“阿拉伯星”5A共位部署,用于向中东、非洲和欧洲提供电视、互联网和移动电话服务,设计寿命15年。星上的太阳能帆板采用了能像布面一样展开的轻质柔性设计,而不是绝大多数卫星所用的刚性折叠设计,不仅重量轻了30%,发电功率也可提高50%。洛马官员称,该星太阳能帆板的实际功率可达20千瓦。

“阿拉伯星”6A

本次发射要把“阿拉伯星”6A送入近地点200公里、远地点90000公里、倾角23度的一条“超同步”转移轨道。卫星随后将利用自带的化学推力器来完成定点。定点后的位置保持将使用4台万向安装的电弧加热推力器。

“猎鹰”9也能把“阿拉伯星”6A送入一条相对较低的转移轨道。虽有大材小用之嫌,但“重鹰”超强的运力让其能把“阿拉伯星”6A送到高得多的轨道,从而可缩短定点所需时间,并节省燃料,从而有望让卫星工作寿命得到延长。洛马一位官员称,该星定点所需时间将会缩短到17天。阿拉伯卫星通信组织首执巴尔科尤射前接受采访时说,他们2015年9月决定选用“重鹰”,为的就是要延长卫星使用寿命。他说,初步计算表示,这将使卫星寿命延长到18~20年。“猎鹰”9去年曾为加拿大电信卫星公司发射了两颗比“阿拉伯星”6A还重的通信卫星,但那两颗卫星都被送入了高度相对较低的“亚同步”转移轨道。

卫讯公司和国际移动卫星公司也已签订了用“重鹰”发射的合同。由于“重鹰”迟迟未能研制出来,两家都把原拟由“重鹰”发射的卫星转给了其它火箭,其中一颗转给了“猎鹰”9,另一颗转给了欧洲阿里安5。不过,两者同太空探索公司签订的“重鹰”发射协议依然有效,只是将用于发射后续的其它卫星。

“重鹰”还在2018年战胜联合发射联盟公司的德尔它4火箭,从美空军拿到其首份大额保密军事发射合同,将在2020财年底发射“空军航天司令部”(AFSPC)52卫星。“重鹰”这次发射1.3亿美元的合同额明显低于德尔它4火箭3.5亿美元的均价。今年2月,“重鹰”又拿到了美空军AFSPC-44(含两个有效载荷)的发射任务,发射时间是2021年。

另外,瑞典初创卫星运营商离区公司(Ovzon)去年10月宣布将用“重鹰”来发射其当时尚未签约订购的一颗卫星。该公司去年12月宣布,称为“离区”3的这颗卫星将由劳拉空间系统公司建造,预计将在2021年发射。

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