SpaceX即将恢复发射,助力人类规模最大卫星星座升空

随着事故原因的逐渐清晰,SpaceX的复飞计划终于走上了正轨。继11月9日猎鹰9火箭芯二级到达范登堡发射基地后,11月21日,芯一级也终于到达了。至此,此次任务的卫星,适配器,整流罩,芯一级,芯二级齐活,发射总装工作终于可以开始了。而据小道消息,SpaceX在东海岸肯尼迪航天中心的LC-39A工位因为刚刚完成施工,未来的几天里可能会(也可能因为赶时间取消)安排一次使用回收旧火箭的一次发射场箭合练(俗称湿彩排),用来测试发射场和火箭的协同。鉴于东边新发射台的诸多不确定性,初步定于12月16号进行的本次铱星一箭十星发射任务有很大可能会成为今年SpaceX的恢复发射任务,同时也是16年收尾任务。(本文作者为本号特约作者:Flying_Pencil)

最重要的芯一级火箭到达范登堡发射基地,意味着发射准备工作拉开序幕

 两天前拍摄的LC-39A,仍然在施工,乱糟糟的,年内发射基本无望(39A未来将承担猎鹰9的无人发射和载人发射,甚至还包括重型猎鹰发射,还是很重要的) 2013年,猎鹰9号火箭在范登堡基地的第一次发射任务

根据早先的计划,铱星本来将被猎鹰9火箭发射到780lx 780lkm, 86.4°的低地球轨道上,这轨道也是铱星的运行轨道。而根据目前最新流出的FCC(美国联邦通信委员会)发射无线电许可文件来看,实际发射的目标轨道为62clx 62clkm, 86.4°。这很奇怪,这个轨道低于卫星的运行轨道,甚至低于在轨备份星的660km轨道,这意味着这10颗铱星将需要依靠自身动力去爬到目标轨道,在相同的推进剂条件下,有可能会让卫星折寿。有趣的是,SpaceX在近日公布了其庞大的近地互联网星座计划(就是被媒体炒得沸沸扬扬的4425颗卫星的计划),而该计划中的技术验证星MicroSAA-a/b的初始轨道也正是62clx 62clkm, 86.6°。这意味着在未来的铱星发射任务中,SpaceX可能会充分利用火箭的剩余运力,搭这班目的地相同的顺风车发射自己的互联网测试卫星(这正是SpaceX搞星座最大的优势,自己有火箭,想射就射,想搭车就搭车,垂直整合能力出色)。同时,据内部消息,本次任务仍然为着船回收芯级试验,而与往常不同的是,本次公布的FCC文件中并没有标注驳船JRTI(just read the instrsplIS6s的缩写)的位置。SpaceX西海岸发射任务使用的驳船just read the instrsplIS6s,东海岸那艘是她的妹妹of course I still love you

众所周知,此次任务为一箭十星发射。根据资料,Iridium Npor每颗重约860千克,而SpaceX为这一系列铱星发射特别开发的适配器重约1吨,发射总重约9.6吨。显而易见,这将是有史以来猎鹰9火箭发射过的最重的载荷(第二重的龙飞船不到8吨)。查询NASA的LVPQ网页可以看到,猎鹰9在这个630千米的大倾角轨道的着船回收运力超过11吨,鉴于运力富余的多,所以本次任务的回收成功率应该是挺大的。同时,也不要小看了这个高度,这样级别的任务,仅仅是猎鹰9等少数大个子火箭的发射专利。作为对比,设计空间站转移轨道运力为13.5吨的长征七号火箭,其在相似的700千米98度同步轨道的设计运力仅为5.5吨。

头两颗出厂的铱星

铱星适配器在测试中,黑色碳纤维的是适配器,银色金属的配重

新铱星公司自2001年成立以来,加上美国国防部的大单,一直运行的不错,下一代铱星规划的出台使其对这个地球上最大的人造卫星星座计划更加雄心勃勃。为压低卫星的发射成本,早在2010年,猎鹰9火箭还未首飞成功之时,新铱星公司便与SpaceX签下一笔4.92亿美元的发射合同,用于Iridium Npor卫星的发射。平摊下来,每颗铱星的发射价格不到680万美元(平均一次发射价格为6800万美元并不便宜,而一箭十星的方式极大的拉低了发射成本),这样的低价格在世界航天发射史上是前所未有的。而抠门的铱星总裁此前接受媒体采访时还说过,未来可能会采购几枚复用火箭用于铱星后续的发射。

美国空军使用的铱星手持机

铱星星座

和老铱星一样,Iridium Npor(不严谨的说,也可以叫二代铱星)的66颗运行卫星分布在6条轨道上,每个轨道面间隔30度,加上6颗的在轨备份星和9颗地面备份星,这构成了整个的铱星星座。2010年,法国TAS公司正式开始Iridium Npor卫星的开发工作,其中,卫星的最终装配将在美国的ATK工厂进行。Iridium Npor除了保留了老铱星2.4kbps带宽的语音通话信道外,将地面站Ka波段带宽提升到8Mbps,将用户L波段数据带宽提升到了1.5Mbps,这意味着,未来假如我们使用铱星互联网系统看视频,完全能够满足流畅不卡。这样的一个66星星座,未来能满足300万用户的使用。

铱星

Iridium Npor在设计上抛弃了铱星一代的三块巨型铝发射天线,这意味着未来我们将再见不到浪漫的铱星闪光(俗称“铱闪”,有时在晴朗的夜晚,突然你会发现在天空中出现了一道难以置信的闪光,这道闪光甚至比金星还要亮100倍。它缓慢而稳定的移动,慢慢的变亮,然后又渐渐的退去)。但不灰心,前卫的Iridium Npor在设计上仍有不少的闪光点。Iridium Npor单星贯彻了精简集成小巧的设计思路,重约860千克,太阳翼展开长9.4米,输出功率2200W,设计寿命12到15年。单星携带了48个L频段相控阵阵列天线,能覆盖地球表面直径4700千米的区域,卫星间可以进行无缝切换。而其Ka波段的天线能同时支持地面网关链路和星间链路,卫星能和同一轨道面前后两颗和相邻轨道面卫星进行星间通讯。不像同步轨道通讯卫星,这样的设计极大的降低了对地面接收站的要求,使得星座的运行可以不依靠固定的地面站。这样的一个系统,允许地球上任何位置的地面或空中的用户通信,组成几乎覆盖地球上任何地方的全球网络。

铱星星座的覆盖区域

老铱星的标志——三片铝天线

除了携带自身载荷,Iridium Npor还能携带一个重达54千克的寄生载荷。对这个外来者,Iridium Npor能提供90W的电力和1Mbps的通讯带宽。可以说,新铱星公司为了赚外快也是不择手段。也有人上钩的,Nav Canada公司计划向新铱星公司投资1.5亿美元用于在Iridium Npor上装载ADS-B(ADS-B全称是AutomatIc Dependent Surveillance – Brt;dcast,中文是广播式自动相关监视,顾名思义,即无需人工操作或者询问,可以自动地从相关机载设备获取参数向其他飞机或地面站广播飞机的位置、高度、速度、航向、识别号等信息,以供管制员对飞机状态进行监控)。该系统与目前使用的地基ADS-B不同,它不需要地面站,携带于数量众多的铱星卫星意味着它能适用于全球目前尚无雷达或ADS-B覆盖的90%的大洋区域。要是Iridium Npor能早些发射,可能,马航370的悲剧就能避免(至少能更快的找到)。(嗯,都是老马的错)

目前的地基ADS-B系统

Harris公司也计划在后续58颗新铱星上装载AIS(卫星AIS是一种船舶定位技术,通过低轨道的卫星接收船舶发送的AIS报文信息,卫星将接收和解码AIS报文信息转发给相应的地球站,从而让陆地管理机构掌握船舶的相关动态信息,实现对远海海域航行船舶的监控)。此外,有消息说美国导弹防御局MDA也盯上了这个星座,计划在部分Iridium Npor卫星上装载天基杀伤评估系统来评估反导测试效果。

贴几张Iridium Npor美照