【加油!奥利给】航天爱好者网2019年年度简结与展望

今年是自17,18年后我网连续第三年的年度总结

(随着全村人民盼星星盼月亮,茶饭不思,彻夜难眠的“胖五”遥三复飞成功,为2019年的全球航天发射画上了一个圆满的句号!)

回顾下19年航天那些事,当月背闪耀着五星红旗,一次次任务成功后控制室的大红屏幕,载人龙首飞后的爆炸,猎鹰火箭复用的迈进,星链的大网展开,欧洲人简洁了当的宣读失利,“星虫的跳跃与MKI的翻天,”莫迪总理安慰鼓励着哭泣的Kailasavadivoo Sivan,波音飞船推倒执行官,文昌小姐姐笑着哭了,俄罗斯航天罕见没有翻车等等等等,人类的航天之路在成功与遗憾中砥砺前行着,在这里,作为一名普普通通的航天爱好者,再一次向全球的航天工作者致以崇高的敬意!你们在,星辰大海不遥远!

(图源自微博大脚丫的婆婆)

【本篇文章作者:航天爱好者网全体编辑】


首先我们回顾下全年轨道级发射情况:

全年任务页面详情请见2019航天发射统计

2019轨道级火箭发射: 102次发射,96次成功,5次失败,成功率94.117%

注明:(1)本统计表为火箭任务统计,波音Starliner OFT与中星十八任务因为星箭分离时载荷完整轨道发射视为发射成功,但是因为载荷问题而任务失败,故认定为成功。(2)电子火箭视为美国发射,联盟ST火箭视为俄罗斯火箭发射。

NO.1【中国】: 34次发射,32次成功,成功率94.1%
长征2: 2次发射,2次成功(123-124次发射)
长征3: 11次发射,11次成功,1次卫星全损,任务失败(110-121次发射)
长征4: 7次发射,6次成功,1次失败(59至65次发射)
长征5: 1次发射,1次成功 复飞成功(遥三发射)
长征6: 1次发射,1次成功(第3次发射)
长征11: 4次发射,4次成功(6-7次发射)
捷龙1: 1次发射,1次成功 首秀
OS-M:1次发射,1次失败 首秀
双曲线1: 1次发射,1次成功,0次失败 首秀
快舟1A: 5次发射,5次成功(2-6次发射)

NO.2【美国】: 27次发射27次成功,成功率100%
猎鹰9: 11次发射,11次成功(81-93次发射)
(重型猎鹰): 2次发射,2次成功
(二手猎鹰9) 5次发射,5次成功 (STP-2任务中助推器为二手火箭,故算两次)
(三手猎鹰9) 4次发射,4次成功
(四手猎鹰9) 1次发射,1次成功
德尔塔4:3次发射。3次成功(38-40次发射)
(中型德尔塔4): 2次发射,2次成功(28-29次发射) 退役
(重型德尔塔4): 1次发射,1次成功(11次发射,改进型第4次发射)
宇宙神5: 2次发射,2次成功,1次飞船进入错误轨道,任务失败(80-81次发射)
电子号: 6次发射,6次成功(5-10次发射)
安塔瑞斯230: 2次发射,2次成功(10-11次发射)
飞马座XL: 1次发射,1次成功 退役(第70次发射)

NO.3【俄罗斯】: 24次发射,24次成功,成功率100%
联盟: 17次发射,16次成功,1次火箭二级故障但拯救上面级成功(1895-1912发射)
质子: 5次发射,5次成功(419-423发射)
Rokot(呼啸号,SS-19改): 2次发射,2次成功 (33-34次发射)退役

NO.4【印度】: 6次发射,6次成功,成功率100%
PSLV: 5次发射,5次成功(46-50次发射)
GSLVMKIII: 1次发射,1次成功(第3次发射),着陆器登月失败,任务未能圆满成功

NO.5【欧洲】: 6次发射,5次成功,1次失败,成功率83.3%
阿丽亚娜5: 4次发射,4次成功(103-106次发射)
织女星: 2次发射,1次成功,1次失败(14-15次发射)

NO.6【日本】: 2次发射,2次成功,成功率100%
Epsilon: 1次发射,1次成功(第4次发射)
H2B: 1次发射,1次成功9(第9次发射)

NO.7【伊朗】: 3次发射,0次成功,3次失败,成功率0%
Safir: 2次发射,0次成功,2次失败(2-3次发射)
Simorgh: 1次发射,0次成功,1次失败,(第二次尝试发射火箭于发射台爆炸,未能起飞)


2019年注定是不平凡的一年,作为21世纪前20年的收官之年,我们通过航天发射的以小放大来从接下来的几次发射中一同观察出各领域之状况:

跳票(不多说,一张图)

贵到尴尬的落幕系列

(1)Pegasus XL • ICON • 电离层探测卫星发射 • 跳票已达两年以上 • 任务成功 •落幕发射
【发射回放】Pegasus XL • ICON • 电离层探测卫星发射 • 跳票已达两年以上 • 任务成功(或可能为飞马座最后一次发射)

任务于19年10月11日于卡角空域发射成功,作为全球第一种投入使用的空射运载火箭与早期的纯商业火箭,美国私人企业轨道科学公司和赫尔克里士航空航天公司共同研发的空射运载火箭“飞马座”于1989年成功完成首发测试,并在1990年成功将卫星送入预定轨道。“飞马座”是三级固体火箭,与传统火箭相比,它最大的特点就是在箭体上安装了两个水平气动翼面。一开始的“飞马座”基本型由军方的B-52战略轰炸机发射,为了方便民用运营,加长改进型“飞马座XL”改为民用飞机L-1011作为载机平台。与地面发射架发射的传统运载火箭最大的不同就是,“飞马座XL”火箭被吊挂在特殊改装的L-1011飞机腹部,飞机以0.8倍音速的速度达到万米高空,确定预定发射高度和角度后,由载机投放火箭,自由下落5秒发动机点火上升。

与从地面发射火箭相比,空中发射火箭的好处主要有两点。首先,空射火箭的发射灵活性更强。从地面发射的火箭,其飞行方向必须尽量避开人口稠密的区域,因此发射方向就要受到限制,进而限制了从此处发射的卫星能够进入的轨道倾角范围。而空射火箭从任意位置的机场起飞后,可以先飞到远离人口稠密区域的位置,再将火箭发射到太空之中,理论上可以将火箭发射到任何方向。同时,火箭在发射时的高度已经高于了大部分雷雨大风等天气现象发生的高度,也高于大部分民航客机飞行的高度,因此发射受天气条件的制约较小,也无需让空中交通管制部门提前指挥民航飞机绕开火箭发射的区域。这种灵活发射的特性在商业航天时代尤其受欢迎,设计制造周期较短的商用小卫星可以通过空射火箭,获得较短的发射准备时间。

其次,如果火箭从地面的静止状态起飞,加速到万米高空,需要克服比较大的空气阻力,因此这段看似不长的飞行过程实际要消耗不少燃料。而由飞机携带到高空之后再点火的空射火箭,不但拥有了与飞机飞行速度相当的发射初速度,其所处环境的大气密度也已经比地面小了很多,受到的阻力更小。在发射同样质量的有效载荷时,空射火箭消耗的燃料要大大小于地面发射的火箭。而发射火箭所使用的飞机,实际上就发挥了能够反复使用的火箭第一级的作用,且可靠性高、维护成本低。在这些因素的综合作用下,空射火箭发射单位质量有效载荷的成本相比地面起飞的火箭要低不少。

然而,无论是NB-52还是L-1011,作为载机平台,并非专门为发射火箭设计,其最大起飞重量与外形设计都限制了空射火箭的发射能力。一方面,火箭的重量不能超过飞机的运载能力极限,另一方面,即便飞机的运载能力还有余量,如果飞机机身的挂载空间已经容不下火箭的个头,火箭的规模也无法继续增加。以目前最大的空射火箭“飞马座增强型”为例,其总重量仅有23吨,最大近地轨道发射能力仅有0.4吨,与地面起飞的主流运载火箭有着很大的差距。并且,在诺格创新(原轨道ATK)的“操作”下,从90年报价才600万美金到现在需要5000多万美金,以NASA7月份把重量公布的同ICON差不多的“成像X射线偏振测量探测器”(IXPE)合同为例,NASA将发射合同交给了太空探索公司的“猎鹰”9火箭,尽管该卫星曾把用飞马座XL发射作为基线方案。这再次表明飞马座已不太受NASA待见。太空探索公司的合同价值5080万美元,低于ICON发射合同的5640万美元,而“猎鹰”9的运载能力要大得多。NASA尚且如此,何况商业客户。

平流层公司的“同温层发射”(Stratolaunch)巨型飞机原本发射飞马座运载火箭,然而今年该公司处于停业边缘,交付该公司的2枚飞马座被迫回到诺格手中。

(2)Delta 4 • GPSⅢA-2 • 第三代GPS导航定位卫星第二发 • 德尔塔4中型谢幕之旅 • 发射成功
【发射回放】Delta 4 • GPSⅢA-2 • 第三代GPS导航定位卫星第二发 • 德尔塔4中型谢幕之旅 • 发射成功

本次发射是德尔它4系列火箭2002年首飞以来第40次飞行,也是除重型德尔它4H外该系列最后一次发射。这次德尔塔4中型火箭最后一次完美发射,是它生涯中的第29次发射,成功率为100%。在德尔它4系列迄今的40次发射中,中型德尔它占了29次,德尔它4H为11次。德尔它4价格比联合发射联盟公司另一款火箭宇宙神5贵,所以该公司2014年决定让该系列大多数型号逐步退役,但将让德尔它4H继续使用到20年代初。德尔它4H并排使用三台液体燃料通用核心助推器,运载能力更强,还有美国国家侦察办公室(NRO)的5次签约发射任务需要完成,最后一次现拟在2023年下半年进行。与此同时,联合发射联盟公司正在研制称为“火神”的新火箭,现定于2021年4月首飞。“火神”将最终取代所有宇宙神和德尔它系列火箭。

在以spaceX为代表的新一代商业火箭的强势冲击下,ULA在为了削减成本,精简体量,提高竞争力的官方前提下采用回收芯级发动机的“火神”家族以维持其“黑活”竞争力

复用吃的更香了

(1)Falcon Heavy • STP-2(福卫7,Formosat-7) • 首次空军服务发射 • 一箭三轨24星发射 • 首次在当地时间晚间发射 • 发射成功 • 芯级海上回收失败,助推器陆上回收成功,回收船首次成功接住整流罩
Falcon Heavy • STP-2(福卫7) • 一箭三轨24星发射 • 回收船首次成功接住整流罩 • 发射回放

本次发射也是“重鹰”的首次旧箭复用飞行,所用两台侧捆助推器正是上次发射的回收箭,但芯级是一枚新箭。整流罩首次成功被接到。

(2)Falcon 9 • 第2批 Starlink• Starlink 组网发射 • 首次四手火箭发射成功 • 一级回收成功
【发射回放】Falcon 9 • 第二批 Starlink• Starlink 组网发射

太空探索公司11月11日在卡纳维拉尔空军站采用“猎鹰”9-1.2型火箭发射了“星链”低轨宽带星座的第二组共60颗卫星,任务代号“星链”1。火箭于美国东部时间9时56分(北京时间22时56分)点火起飞。卫星部署于火箭起飞后约61分钟开始进行。除“星链”卫星外,本次发射还有另两大亮点,即整流罩首次复用和同一枚第一级火箭第4次使用。

本次发射采用了从以往发射任务中回收到的整流罩,开启了整流罩重复使用的历史。太空探索公司称,此次发射所用整流罩曾在“重型猎鹰”火箭4月11日发射“阿拉伯星”6A时首次使用。在那次发射中,整流罩的两个半罩轻柔地落入大西洋中,随后由回收船进行了回收。“猎鹰”9和“重鹰”采用同型号的蚌壳式复合材料整流罩。由两瓣组成的该整流罩高13.1米,直径5.2米。每个半罩均配备航电设备、推力器和可控翼伞,以实现软着陆。

本次发射还采用了此前已用过3次的一枚第一级火箭,是该公司首度让同一枚5型第一级火箭第4次参加发射。这枚箭编号为B1048.4,此前曾先后参加了去年7月25日在范登堡空军基地进行的“下一代铱”一箭十星发射、去年10月8日在范登堡进行的阿根廷对地观测卫星发射以及今年2月21日在卡角进行的印尼通信卫星和以色列“创世纪”月球着陆器发射。在本次发射中,这枚箭利用部署在大西洋上的一艘无人驾驶驳船再次实施了着陆回收。公司首执马斯克曾表示,5型箭被设计成“在无需例行整修的情况下”能反复使用10次,而若“做适当的例行维护”可用100次。

缝缝补补一万年

(1)Soyuz FG • Soyuz MS-15(61S) • 载人发射 • 联盟FG型火箭落幕发射 • 阿联酋航天员首飞 • 发射成功
【发射回放】Soyuz FG • Soyuz MS-15(61S) • 载人发射 • 联盟FG型火箭落幕发射 • 阿联酋航天员首飞

(落幕的LC-1/5与联盟FG火箭)

本次发射是联盟FG型火箭的退役之作。同时也是LC-1/5这个发射了第一颗人造卫星,加加林飞向太空的功勋发射台在高强度使用了62年后的最后一次发射,之后本发射台停用作为旅游展品永久性展览!对于火箭而已包括本次发射,不含加装上面级的10次卫星发射,该型号自2001年5月首飞以来共发射60次(前3次和第56次发的是“进步”系列货船),其中只有去年10月的联盟MS10发射任务失败。联盟号载人飞船接下来的发射将改由联盟2-1a型火箭进行。同联盟FG不同,联盟2-1a不再需要采用由乌克兰提供的飞行控制部件。

(唯一保留的LC-31/6工位上的联盟MS-14箭)

联盟2-1a型火箭2013年4月以来已执行17次入轨发射任务。该型号采用了改进的国产数字制导系统和发动机喷注器技术,运载能力有所提高,入轨精度有明显改善。它从2014年10月开始接替联盟U型火箭,承担“进步”系列货运飞船发射任务,此前已进行了10次“进步”系列货船发射,其中2015年4月的“进步”M27M货船发射以失败告终。那次失败引发对船箭匹配性的深入调查。飞行力学专家怀疑飞船与火箭第三级组合体存在结构隐患。考虑到人命关天,俄航天国家集团对于从联盟FG向联盟2-1a过渡采取了很保守和循序渐进的做法,开展了很多试验和深入的分析,并增设了一次不载人联盟号飞船试射。那次试射于8月22日成功进行,尽管所发射的联盟MS14飞船随后的对接过程不够顺利。

(2)Soyuz 2.1b • Glonass M 759 • 俄导航卫星发射 • 旧工位翻新后首飞成功

俄罗斯联盟2-1b/“弗雷盖特”M型运载火箭12月11日在普列谢茨克发射场又发射了一颗GLONASS-M型导航卫星,代号“宇宙”2543。GLONASS-M型卫星由信息卫星系统(ISS)-列舍特涅夫公司建造,发射重量1415公斤,设计工作寿命7年。GLONASS系统需在3个轨道面各设8颗工作卫星来实现全球覆盖。截至本次发射前,该系统共有27颗在轨卫星,其中22颗在工作,3颗在做维护,1颗作为备份,另有1颗处于飞行测试阶段。本次发射的LC-43/3工位在01年联盟U火箭爆炸事故后18年后再次使用。

俄罗斯航天在苏联解体的28年来一直处于一种缺少“精气神”的状态,R7缝缝补补一万年,质量管控日常松懈,新型项目拖延多年,制裁与创新面前竞争力丢失,不只是俄罗斯,任何一个航天大国如果陷入发展停滞的状态,无论你的曾经多么的辉煌,终究只是黄粱一梦!

太空飞行充满着危险,也说明任何飞行任务都远不是例行程序。

(1)长征三号乙 • 中星18号卫星 • 东4E平台首发星 • 中星18号卫星工作异常

(2)Vega • Falcon Eye-1 • 阿联酋光侦卫星发射 • 发射失败
【翻车录像】Vega • Falcon Eye-1 • 阿联酋光侦卫星发射 • 发射失败

阿里安航天公司的“维加”火箭7月10日在法属圭亚那库鲁发射由空客防务与航天公司和泰雷兹·阿莱尼亚空间公司联手为阿联酋建造的“猎鹰眼”1高分辨率侦察卫星时失败。火箭在第一级分离后的飞行过程中偏离预定飞行路线,遥测失联。阿里安公司随后宣布发射失败。该公司官员称,火箭于起飞后约2分钟Z23(第二级)点火前后出现重大异常,导致任务失败。

(3)GSLV Mk3 • Chandrayaan 2 • 印度月球探测器发射 • 一次完成“绕落巡” • 发射成功 • 着陆失败

“在这勇敢的时刻,我们将会再次勇敢。”这是印度总理莫迪在“月船2号”着陆器失联后对参与任务科学家说的一句话。对于印度航天来说,9月7日是一个高兴不起来的日子。当地时间7日凌晨2:15(北京时间7日凌晨4:45)左右,印度空间研究组织(IRSO)宣布,印度“月船2号”着陆器在距离月球表面2.1公里的时候失去了信号。这意味着印度历史上首次月球软着陆任务以失败告终。

航天是高风险事业,失败在所难免。失败后找出原因并加以克服,这也是人类在茫茫宇宙中上下求索不断取得成功的垫脚石。

(4)Atlas 5 • OFT • 波音Starliner载人飞船 • 首次无人测试发射成功,飞船异常

Boeing, NASA, and U.S. Army personnel work around the Boeing CST-100 Starliner spacecraft shortly after it landed in White Sands, New Mexico, Sunday, Dec. 22, 2019. The landing completes an abbreviated Orbital Flight Test for the company that still meets several mission objectives for NASA’s Commercial Crew program. The Starliner spacecraft launched on a United Launch Alliance Atlas V rocket at 6:36 a.m. Friday, Dec. 20 from Space Launch Complex 41 at Cape Canaveral Air Force Station in Florida. Photo Credit: (NASA/Bill Ingalls)

计时器为何出偏差,且偏差还如此之大,而问题又为何未能在发射前查出来尚不得而知。波音航天与发射部门高级副总裁奇尔顿在12月21日的一场媒体电话会议上说,“我要是知道,也就不会出这种事儿了”;“我们很意外。经NASA批准、体量非常大的总体测试却未能暴露出这个问题”。

NASA领导层在飞船返航后指出,只要搞清楚了并加以纠正,这一问题未必会影响波音下一步直接进行载人试飞。局长布莱登斯坦12月22日在飞船返航后的一场发布会上说,这件事并不会“让我们无法快速前进”;“我们仍能快速前行。我们能把它解决掉”。不过,他在发布会上还表示,计时器问题有可能会促使对“星际客机”飞船全套飞行软件或其它系统做一次更彻底的审核。

被命名为“卡吕普索”的这艘“星际客机”飞船在运回佛罗里达后将进行整修,以用来执行首次经认证后的国际空间站人员运送任务。那次正式运人任务将运送的是威廉斯和另一位NASA宇航员卡萨达以及来自国际空间站其它伙伴方的两位宇航员。

加油,奥利给

(1)长征三号乙 • 嫦娥四号月球探测器 • 人类首次软着陆月球背面探测 • 发射成功

宁静的月球背面,太阳光再次照射在嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车上。今天5时14分着陆器受光照成功自主唤醒,进入第十三月昼工作期,按计划继续对月表线性能量转移谱、综合粒子辐射剂量及月表低频射电特征开展有效探测工作。“玉兔二号”月球车于2019年12月20日18时43分收到正常遥测信号,成功自主唤醒,科学载荷开机正常,继续月球漫步旅程。

(2)长征五号 • 实践二十号 • 长征五号恢复发射(一发定全局,国之重器,强国标志,保成功是集团公司和院的政治任务) • 发射成功

被誉为中国航天之父的钱学森曾经说过:科学试验如果次次都能成功,那又何必试验呢?经过挫折和失败,会使我们变得更聪明。长征五号的“凤凰涅槃”之旅,就是眼下一个最好的例证。两年前,长征五号第二次发射遭遇失利,这则消息像阴霾一样笼罩在国人心头,并一度引发质疑。如今,这枚中国最大火箭历时900多天“浴火重生”,再次出征!明年文昌,热闹起来了!

(3)Falcon 9 • Crew Dragon DEMO-1 • 首次无人测试飞行 • 任务成功!
【推荐视频】NASA发布的SpaceX成功执行首次载人龙飞船测试全程集锦视频

跳!跳!跳!到20年1月11号的IFA测试,载人龙将再次回到这个39A,加油,跳利给!

明年北斗三号将完成所有中圆地球轨道卫星发射 年内部署核心星座

天顶落幕。


到文章结尾之时,2019年即将结束,2020年将是一次新秀辈出的一年,看点辈足的一年,火星探测器的三家齐行到月球样品时隔半世纪的更新,北斗的组网完成,商业卫星的发展壮大,从新型火箭的扎堆冲天到互联网星座对天文观测者的“头痛欲裂”,商业航天将在新的一年中得到更多的成长,“国家队”们也在探索者新形势的发展!

当然,航天之路永远都不是一帆风顺的,无论是航天事业的奋斗者还是我们的每一位同志,坚持用精益求精,万无一失的态度对待每一个项目的每一个环节,面对困难微笑着面对,加油,跳,,不不是奥利给!

《【加油!奥利给】航天爱好者网2019年年度简结与展望》上的7个想法

  1. 航天爱好者网的编辑们也辛苦了!感谢你们抽出这么多自己宝贵的精力与财富来为我们航天爱好者们打造一个大众科普的服务平台!正是创中华航天科普普及之万世基业也!向你们致敬!新的一年我们共同努力,加油,奥利给↖(^ω^)↗加油↖(^ω^)↗↖(^ω^)↗

  2. 新的一年是航天大年,大家也要一起加油努力!明年高考我也希望能考个好成绩,将来一定要冲往星辰大海!

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