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    史上最強火箭將開啟高軌衛星組團發射時代

    2022-08-23
    作者: 愛太空宙叔
    來源:航天界
    關鍵詞: 高軌衛星 火箭

      【綜合媒體報道】8月18日,日本衛星運營商天空完美(Sky Perfect JSat)公司宣布,選擇SpaceX公司的星艦(Starship)運載器,最早于2024年將其“超級鳥-9”(Superbird-9)衛星發射到地球同步軌道。天空完美JSAT公司成為星艦第一個明確簽署合同的用戶。天空完美公司沒有透露“超級鳥-9”衛星的預期重量,但用于超級鳥-9衛星制造的空客公司OneSat平臺的其他衛星預計約為3噸。

      “超級鳥-9”是一種高通量衛星,安裝有可配置、組合的有效載荷。它將主要在日本和東亞地區提供Ku波段的廣播和寬帶任務,以滿足移動通信和寬帶互聯網需求。

      星艦是什么艦?這是人類有史以來最龐大、運載能力最強、完全可重復使用的火箭。當然,這句話目前還是理論上的。業界都在等待它的入軌首飛,只有真正飛出地球大氣層了,這些“最”才能從牛逼的設計變為成功的工程現實。

      媒體上經常出現的“星艦”,是指飛了又炸、炸了又飛的星艦飛船原型機。它其實只是星艦運載系統的第二級或上面級。星艦運載系統由超重(Super Heavy)一子級和星艦飛船組成,SpaceX制造、測試了數十個星艦飛船原型機,其中7艘在2020年8月至2021期間進行了飛行測試。最后一次試飛的是一艘全尺寸的SN15原型機,飛至10公里高度后成功著陸。星艦有4種衍生型號——貨物版、載人版、太空加油版和月球著陸版,能到地球軌道、月球和火星;在地球軌道上使用加油版星艦為飛行中的另一艘星艦補加燃料,它還能向其他地球軌道、月球和火星運送更大的有效載荷和更多人員。.?

      星艦系統雖然還沒有首飛,商業合同已經簽了,其中最矚目的是NASA重返月球計劃和日本富豪前澤友作的月球之旅。前者使用星艦系統運輸美國宇航員從月球軌道登上月球表面,合同額高達約29億美元;后者計劃在2023年載人抵達月球軌道開展太空旅游,合同金額未知,想必也是天價。

      今日新聞說的是用星艦發射人造地球衛星,屬于其貨物版。這應該是星艦對外公布的首個正式的商業衛星發射合同。此前,美國新興的衛星通信公司AST SpaceMobile在2022年3月授予SpaceX公司兩份“藍鳥”衛星發射合同,第一份明確用獵鷹9號火箭發射,但第二份發射合同比較含糊,可能是獵鷹9,也可能是星艦。更早前的2019年5月,SpaceX公司總裁兼CEO肖特韋爾建議,星艦可用于發射土耳其第二顆國產通信衛星,但這一提議并未明確落定到紙面上。這一次,天空完美公司明確地要在2024年用星艦發射其新的通信衛星,為這一巨無霸運載器的衛星發射業務開了個頭。

      能夠去月球、火星的火箭拿來發射地球衛星,是不是殺雞用牛刀?不。用星艦發射高軌衛星是非常有優勢的。大型通信衛星多位于地球同步軌道(GSO)或地球靜止軌道(GEO),目前全世界發射此類衛星,基本上都是先發射到地球同步轉移軌道(GTO),衛星再爬升至工作軌道。例如,通常采用一箭雙主星發射模式的通信衛星發射主力歐洲阿里安5火箭LEO運力高達20噸左右,仍然只能把衛星先送入GTO。在消耗大量燃料快速爬升和節省燃料慢慢爬升之間,衛星通常選擇后者,要花費幾個月才能從發射升空進入正式上崗。

      然而,如果換成運力幾何級增長的星艦,就不用費這個勁了。雖然其GEO運力尚未正式公布,參考它復用情況下150噸、一次性使用情況下300噸的LEO運力,執行送衛星直達GEO的任務輕輕松松,而且可以是批量化的。發射日本“超級鳥-9”這樣幾噸級的衛星,將實現一箭至少5到10顆主星的發射,或主星與其他衛星的拼單發射。這種“直通車”模式對于衛星方來說很有吸引力,既能讓衛星盡快開展工作還節省燃料,是真正的多快好省。因此,日本“超級鳥-9”衛星與星艦的此次合作,意味著星艦將引領航天運載器進入直達GEO的大型高軌衛星批量發射時代。今天,低軌小衛星拼單發射已經常見,而高軌大衛星很快也能組團了。當然,高軌能發,低軌大批量更不在話下——SpaceX早就說了,要用星艦發射自家單顆星重達1.25噸的第二代星鏈衛星,理論值可以實現一箭100星。

      日本“超級鳥-9”發射合同的執行日期是2024年。星艦現在還沒首飛,到2024年來得及正式執行高價值的商業發射任務不?宙叔認為沒問題。目前的星艦還處于原型機狀態,上面級S24和一子級助推器B7都剛剛完成各自的地面靜態點火試驗與加壓測試,正在進行堆疊合練。不過,在經歷了長期的原型機研制和低空試飛之后,加了一子級助推器的星艦、特別是“33+6”(B7用33臺、S24用6臺改進后的猛禽發動機)動力系統不再有技術方面的瓶頸;按部就班完成更多的靜態點火和加壓測試以及箭體整體穩定性相關迭代測試之后,就可以達到入軌級試飛條件了。鑒于這些情況,日本天空完美公司應該有信心選擇星艦在2024年完成發射其通信衛星。

      小的愈小,大的愈大。全球航天創業公司的小運載爭先恐后進入市場,現在要來一個巨無霸級的、通吃載人載物、覆蓋地球月球火星的大火箭了。它不僅是私營航天系統中的翹楚,也是美國國家任務的擔當。它的赴任將怎樣進一步改變全球航天?一個新的時代就這樣開啟了。有人渾然不覺,有人摩拳擦掌,更多的我們慶幸自己能夠圍觀、見證甚至部分參與和它相關的時空。更多的美好即將到來。


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