SpaceX恢復發射活力,第二代貨運龍首次複用,

時隔兩個月SpaceX終於恢復常態發射,一出手就是重磅任務,順手呈現多項突破:第二代貨運龍飛船首次複用飛行;ASOG海上平臺首次回收一級火箭;SpaceX實現第90次成功回收火箭……

●發射速覽

●明星級火箭

此次發射動用的是明星級一級火箭,內部編號爲B1061.4(B1表示一級火箭;061表示SpaceX製造的第61枚獵鷹9號火箭;4表示第4次使用),在此之前曾三次穿行天地間,先後發射過大名鼎鼎的恢復號龍飛船C207.1執行Crew-1任務、奮進號龍飛船C206.2執行Crew-2任務、SXM-8天狼星通信衛星。

這意味着B1061三次運送龍飛船:兩次載人龍飛船、一次貨運龍飛船,幾乎成了龍飛船專屬火箭。

▲圖表數據信息源:elonx.net、wikipedia.org

按照目前獵鷹9號一箭十飛計算,B1061現如今已完成四次商業發射任務,讓這枚一級火箭在未來承擔6次發射自家星鏈任務中全成了免費午餐。SpaceX如何覈算一箭十飛發射價?爲啥說發射星鏈是在享受免費套餐?

以下瀏覽這四次發射任務:

▲第1發:2020年11月15日,全新獵鷹9號B5火箭(編號B1061.1)搭載恢復號龍飛船C207.1順利執行Crew-1任務,將3名NASA宇航員+1名JAXA宇航員送往國際空間站,這是全球首傢俬營發射商第一次正式發射、運營商業載人航天任務,也是自2011年航天飛機退役以來美國重新執掌載人航天主動權第一次常態發射(DM-1、DM-2屬於試飛任務)。發射升空9分半後,這枚一級火箭穩穩落在JRTI【請看說明書】無人海上平臺上。這是SpaceX第65次火箭回收、第46次海上回收、JRTI第12次回收火箭!

恢復號龍飛船首飛全記錄,美國重掌載人航天主動權,開啓全球商業首航

▲第2發:2021年4月23日,編號變爲B1061.2的這枚一級火箭第二次發射載人龍飛船(奮進號C206.2),成爲全球載人航天史上首次動用複用火箭+複用飛船的載人航天任務,也是美國載人航天史上繼航天飛機之後首次重複使用航天器。發射升空9分半後,這枚一級火箭穩穩落在OCISLY【當然我還愛着你】海上平臺上,成爲SpaceX第80次火箭回收。

▲第3發:2021年6月6日,B1061.3第三次發射升空,成爲這枚一級火箭迄今爲止最快週轉發射(44天),搭載美國天狼星SXM-8通信衛星。發射升空8分半後,這枚火箭第二次落在JRTI【請看說明書】無人海上平臺上,成爲SpaceX第87次火箭回收、第65次海上回收、JRTI第20次回收火箭。

SpaceX再度部署天狼星;半年前發射SXM-7保險索賠2.25億美元

▲第4發:2021年8月28日,B1061.4第四次發射升空,成爲這枚一級火箭迄今爲止週轉速度第二快的發射(83天),承運龍飛船第23次太空快遞,發射升空7分38秒後,這枚一級火箭第四次穿行天地間,首次落在ASOG【缺少莊重】無人海上平臺上,實現SpaceX第90次火箭回收、第67次海上回收、ASOG第一次回收火箭。

●發射過程

這次任務動用獵鷹9號火箭B1061.4,一箭第四次飛行。第三飛週轉僅用44天,這次第四飛週轉用時83天。

美東時間8月24日箭船整體水平運抵發射臺LC-39A,第二天8月25日完成靜態點火測試。隨後不久,SpaceX地勤人員穿過空中廊橋檢查龍飛船側艙口,確保在發射前最後幾個小時及時進入艙內,裝載那些對時間敏感的科學實驗以及保鮮期較短的食品。

不過,受到熱帶風暴艾達影響,原定24小時之前發射的這次任務,在最後倒計時階段被迫叫停,當時天氣容許度只有40%。新發射窗口瞄準:美東時間8月29日3:14:49/北京時間8月29日15:14:49。這是一個瞬時發射窗口,因爲要準時準點對接400公里高度的國際空間站。

發射日當天,佛州發射場正值凌晨三時許,黎明前最黑時刻,但在肯尼迪航天中心39A黃金髮射位卻是燈火通明,亮如白晝。

倒計時T-38分鐘,SpaceX發射主管確認下達火箭推進劑加註指令;T-35分鐘,同時開始爲一級火箭加註RP-1高純度煤油、液態氧;T-16分鐘,開始爲二級火箭加註液態氧;T-5分鐘,龍飛船從外部供電切換至內部供電;T-1分鐘,飛行計算機啓動發射前的最後自動檢測;T-45秒之際,發射主管下達GO發射指令;T-3秒,發動機控制器啓動點火程序;T-0秒,獵鷹9號火箭B1061.4發射升空。

這意味着:SpaceX今年第21次航天發射,SpaceX從肯尼迪航天中心39A第37次發射,也是自2010年6月以來獵鷹9號火箭第124次發射,獵鷹9號火箭從佛州發射場第111次發射,獵鷹9號火箭第69次複用飛行……

T+1分12秒,上升階段的火箭經受最大空氣動力壓力(Max Q)考驗。T+2分27秒,一級火箭關閉9臺梅林發動機(MECO),爲一二級分離做準備;三秒鐘後兩級分離操作。T+2分38秒,啓動二級梅林真空優化版發動機(M-Vac),推力992千牛、比衝348秒。T+2分43秒,一級火箭B1061.4開始返航點火;T+5分49秒,B1061.4開啓再入點火。

▲T+7分45秒,伴隨着陸點火,15層樓高的B1061.4首度妥妥降落距發射場大約300公里的ASOG【缺少莊重】無人海上回收平臺上。這也是SpaceX第90次火箭回收、第67次海上回收、ASOG第一次回收火箭。

T+8分49秒,二級火箭真空發動機關閉(SECO)。T+11分45秒,龍飛船與二級火箭分離。這意味着發射階段結束,開始龍飛船太空飛行階段,此時龍飛船處於約200 公里 x 51.66°的低地軌道。T+12分30秒,龍飛船打開頭錐,開啓前往國際空間站之旅。

31.5小時之後,龍飛船C208.2將緩緩接近國際空間站。一旦靠近ISS空間站,龍飛船會執行幾次必要的近距離機動操作,預計將於美東時間8月30日約11時,全自動對接ISS美國艙段和諧號的前向對接端口(IDA-2)。原本這一對接口預留給星際飛船,怎奈不爭氣的波音無限期推遲OFT-2試飛任務。

對接過程的同時,正在國際空間站的兩名宇航員托馬斯·佩斯奎特、梅根·麥克阿瑟將全程監控對接全過程。之後接收2.2噸太空快遞,卸貨拆裝。

一旦停靠,龍飛船C208.2將在空間站停靠約一個月,目前計劃在9月底或10月初返航濺落。原計劃從CRS-23任務開始,貨運龍飛船開啓延長停靠模式(停靠60天以上,以往最長36天),因未知原因推遲。

●釋出罕見

8月29日這次發射呈現多個鮮見——

①打破60天空檔期,SpaceX恢復航天發射。

自6月30日發射Transporter-2共乘任務之後,一向勤勉高效的SpX突然偃旗息鼓,罕見出現長達兩個月的發射空檔期(6.30~8.29),直到這次任務恢復常態發射。

背後有何原因?多種因素使然:一是自家星鏈任務出現階段性小結,今年上半年快速部署完成星鏈星座第一個軌道層(累計發射1737顆、在軌操作1600多顆),需要一段調試/消化時間;二是星鏈衛星即將從V1.0版切換到V1.5版(新增小型激光器,添加衛星之間激光鏈路新功能),需要一定準備期;三是商業發射任務的客戶及有效載荷尚未準備就緒,因此出現商發空檔期;四是7、8月正值美國度假集中期,高強度忙碌半年的SpaceX員工也該享受下暑期年假。

我們還記得,SpaceX上一次出現長時間發射空檔期(長達3個多月)是在2019年夏;再之前是在2015年6月、2016年9月發生兩次事故(2015.6.28執行貨運補給CRS-7、2916.9.3執行Amos-6任務前靜態點火),導致4~6個月的休整期。

至於要想完成2021全年40+次發射目標,SpaceX需要在餘下4個月(9、10、11、12)內至少發射20次,平均每月5次,難度係數很大。當然,航天發射不是數字遊戲,SpaceX絕不會爲了兌現馬斯克承諾而難爲自己,一切以實爲準。

②第二代貨運龍飛船首次複用飛行。

這次太空快遞貨運龍飛船(C208.2)是第二代貨運龍飛船第一次重複使用。C208.1於2020年12月6日發射升空,開始執行爲期35天19小時的CRS-21任務(2020.12.6~2021.1.14),這也是第二代貨運龍飛船首次執行貨運補給任務。

僅僅間隔8個月後,這艘第二代貨運飛船再度投入使用(週轉時間226天),而第一代貨運飛船最快週轉複用紀錄(418天),幾乎縮短了一倍。

●ASOG首度接活兒

這次發射的次級任務就是完成一級火箭海上回收。首度出馬的ASOG海上平臺第一次喜迎火箭。

全名A Shortfall of Gravitas(缺少莊重,簡稱ASOG),一個貌似無厘頭的名字,其實很有來頭。靈感同樣來自馬斯克偏愛的伊恩·M·班克斯科幻小說的亞文化圈子。只要一提到星際飛船,貴圈就會膝跳反射似的常常使用「Gravitas莊重感」一詞。因此有人將A Shortfall of Gravitas簡單譯成「重力不足」,有點簡單粗暴,缺少內涵。

ASOG的用途與OCISLY、JRTI前輩用途一樣,屬於自動化無人駕駛海上着陸平臺(ASDS),用於一級火箭返航垂直着陸回收。

ASOG屬於SpaceX第四艘海上回收平臺、現役第三艘即最新一艘海上回收平臺。今年7月9日由芬恩·法爾古特拖船陪伴下,ASOG從富爾雄港出發在墨西哥灣先行試航,這是即將抵達佛州卡納維拉爾港、正式啓用之前的關鍵測試。

ASOG這艘最新式回收平臺的最大特點就是全自動駕駛,而不需要拖船,馬斯克在互動推文中確認這一點。而且在外觀上也有所不同,甲板採用收腰設計,而不是以往直板款式。再加上採用沉穩的黑色裝甲,看起來有幾分蝙蝠俠戰車風格。

SpaceX海上回收平臺編隊現有三艘干將:JRTI、ASOG佈局東海岸,OCISLY部署西海岸。

SpaceX三艘海上平臺最新部署

SpaceX第三艘海上平臺爲何起個怪名字?

●第二代貨運龍飛船

從CRS-21任務開始,SpaceX啓用第二代龍飛船執行ISS商業補給任務,同樣還是這艘飛船(C208.1)。現役兩艘貨運龍飛船(C208、C209),第三艘(C210)在建。現役載人龍飛船共有3艘(C205、C206/奮進號、C207/恢復號)。

第二代貨運龍高8.1米、直徑3.7米,與第一代貨運龍相比,主要優勢在於:

①載重量大約多出20%。②貨艙裝載能力增加一倍。

③每艘飛船使用次數提高到5次(第一代最多3次)。

④太空停留時間是第一代龍飛船兩倍多。太陽能電池系統由陣列翅膀變成圍裙裝,更高效率更安全可靠。

⑤可以全自動直接對接空間站(第一代需要加拿大機械臂先擒獲,再對接艙口)。

⑥升級降落傘系統,返航安全係數變得更高。

⑦海上濺落着陸區從加州太平洋海域改爲佛州大西洋海域,大大縮短返航時間,從一兩天銳減到幾個小時回港,有助於科學實驗儘快送達、縮短飛船翻新複用間隔。

第二代貨運龍飛船(上圖2)其實就是簡化版的載人龍飛船(上圖1),或者說是貨運版的載人龍飛船。

第二代貨運龍飛船與載人龍飛船相比:沒有配備座椅、舷窗、駕駛控制系統、完整的生命維持系統(只提供最低的生命支持系統,用於宇航員進出貨運飛船),以及超級天龍座推進器(因爲不載人,所以沒必要配備用於發射中止的超級天龍座推進器),這爲貨運飛船提供更多空間以及減輕更多重量。

▲貨運龍飛船與全球其他貨運飛船對照表 三體引力波製圖

●太空包裹有些啥?

這次龍飛船爲ISS運送大約2.2噸物品,主要清單包括:

○GITAI S1(吉泰S1機器臂技術演示)

○超窄光譜成像儀

○ExoLab-9

○法拉第研究所實驗

○爲女孩創建挑戰性空間的三個實驗

○遠程控制納米通道植入實驗

○3D打印正面聚合納米複合材料的太空耐用性實驗

○學生航天實驗計劃-15號任務

○READI FP

○NASA材料實驗MISSE-15

○APEX-08

○德國航空航天中心視網膜診斷儀

▲GITAI S1(日本吉泰S1機器人手臂)——這款機器人由GITAI Japan Inc.設計,手臂伸展長1米、擁有8個靈活關節。部署在主氣閘艙內加壓環境中作爲通用助手,操作工具和開關,操作科學實驗等。下一步還將在國際空間站艙外進行測試。該機器人能夠自動化運行、遠程操作執行任務。這也是繼俄羅斯科學號運送歐洲機器臂(ERA)之後,今年交付到國際空間站的第二臺智能機器臂。

▲MISSE-15 NASA——這項NASA材料實驗,用來評估低地球軌道環境對各種材料和組件特性的影響。實驗包括混凝土、保護性玻璃纖維複合材料、聚合物材料、薄膜太陽能電池、輻射防護材料、電動防塵罩(EDS)的測試。此外,還會測試未來用於航天器再入隔熱罩的熱保護塗層樣品。

○遠程控制納米通道植入實驗——這項實驗用於開發一種可以在國際空間站上使用並能遠程操作的藥物輸送系統,利用納米通道植入法、可以長時間按需釋放精確劑量的藥物。該設備不使用任何導管或移動機械部件(如輸液泵),也就是說這種方法具有微創性,將有助於開發一種用於藥物輸送的納米通道植入物,可以極大改善人類醫療。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章