SpaceX的143星“太空拼车”用一颗石头打破了人类太空纪录!一箭多星技术揭开序幕|猎鹰| SpaceX | Starlink_新浪科技_Sina.com


原标题:SpaceX One Arrow 143星“太空拼车”打破了人类太空纪录!一箭多星技术

就在昨晚,SpaceX再次创造了历史!

北京时间2021年1月24日23:00,在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射基地,SpaceX的Falcon 9火箭成功发射了143颗卫星。

大约9分45秒后,猎鹰9号的第一阶段降落在“我当然仍然爱你”救援船上。 这是SpaceX第73次恢复第一级助推器。

该任务的主要亮点包括:

火箭:动力火箭是B1058,于2020年5月首次投入使用(这是美国宇航局的两位宇航员鲍勃·贝肯(Bob Behnken)和道格·赫利(Doug Hurley)乘坐Demo-2 Dragon航天器到达国际空间站的记录)执行任务。

在飞行距离方面:SpaceX过去约8分钟就恢复了猎鹰9级火箭。 恢复时间超过1分钟以上,表明飞行距离更长。

Starlink发射方法的创新:将10颗Starlink卫星以固定在平板上的形式发射到太空中,然后发射到极地轨道,为阿拉斯加等极地地区的用户提供Internet覆盖。

SpaceX将首次通过“强制令”独家发射卫星。

一个箭头143创下了单枚火箭运送的卫星数量的新记录。

在任务介绍的基础上,本文将揭示“太空共享旅行”和“一箭多星发射”的秘密。

143颗星用一根箭打破了纪录

据了解,该发射任务称为“运输者1”(Transporter 1),它是SpaceX的第一个专门的“寻找订单”任务。

在这方面,美国太空网Space.com在报告中有这句话:

这次飞行使SpaceX在精心设计的“轨道芭蕾舞”中展示了“太空共享旅行”的肌肉。 (这次飞行使SpaceX可以在精心设计的轨道芭蕾中表现出乘车共享的肌肉。)

这次,SpaceX的客户数量超过40个,共有143艘航天器(142颗卫星和1架轨道转移飞行器),主要包括:

10颗Starlink卫星

36颗SuperDove卫星

17开普勒卫星

3颗NASA卫星(用于测试航天器通信和导航的新技术)

9枚Eyries-1卫星

2颗EXOport-1卫星

28颗EXOport-2卫星

1颗Capella-3卫星

1颗Capella-4卫星

20颗D轨道的Pulse卫星

1颗SAR卫星

1颗iQPS-2卫星

移轨器Sherpa-FX及其13颗卫星

值得注意的是,Transporter-1的发射负荷占目前在轨卫星总数(约2,860)的5%。 这个数字143是人类太空发射历史上的最高数字。

共享太空旅行背后的计算是什么?

似乎太空共享旅行的时代已经到来,但实际上,即使对于SpaceX,卫星太空共享旅行也已不是什么新鲜事。

众所周知,SpaceX已为许多公司和组织将有效载荷发射到太空中。 在2018年12月的SSO-A任务中,SpaceX火箭从加利福尼亚发射场出发,将64颗卫星送入了低地球轨道。 那时,已经有了卫星空间共享旅行的味道。

从那时起,SpaceX还尝试在几次Starlink任务中向火箭添加其他有效载荷(例如Planet和BlackSky的小型立方体卫星),并与自己的卫星共享火箭的空间。

所以问题是,SpaceX的“单一订单”计划的目的是什么?

当然,这是为了降低成本。

在2019年,SpaceX宣布猎鹰9号将在全年的特定时间以拼车形式发射卫星。 欢迎所有需求者通过专用网站进行预订。

据了解,其集体发射的成本是:200公斤有效载荷发送到SSO太阳同步轨道,最低价格为100万美元; 额外的质量部分每公斤收取5,000美元。

如果有很多客户参与合并,并且愿意同时向太空发射火箭,那么成本将会低得多。

实际上,随着发射成本的降低以及美国私人火箭公司Rocket Lab和Virgin Orbit等公司的小型发射器的出现,火箭的剩余运载能力已得到充分利用。 进入太空的卫星比以往任何时候都更具优势。

但是,同时发射多颗卫星并不是一件容易的事,每颗卫星必须按时间顺序部署,以避免可能发生的碰撞。 为此,SpaceX团队使用了特殊的发射器和自由飞行的转移设备。 一旦进入特定轨道,他们将开始部署有效载荷。 例如,为地球观测公司Planet准备的48个微卫星将在发射后不发射。 部署在59分钟内开始。

埃隆·马斯克(Elon Musk)的商业敏锐度和团队日益成熟的太空发射技术使SpaceX的首次正式大型团体发射如预期般顺利,到2021年,“运输2”和“运输3”任务也将继续进行。

一个箭头中有许多星星,有效载荷的数量是什么意思?

从上面可以看出,Transporter-1任务的最大亮点是发射了多颗带有一个箭头的卫星,以刷新世界。

顾名思义,带有一颗火箭的多颗卫星是一种使用运载火箭将多颗卫星同时或一个接一个地送入轨道的技术。 主要有两种类型:一种是一次将卫星发送到相同或相似的轨道,另一种是一次将卫星分离到轨道。 批量释放卫星到不同的轨道。

早在1960年,美国就凭借一支箭获得了两颗星,并成为第一个掌握这项技术的国家。

然后在1961年,美国和前苏联分别获得三颗星和八颗星。

直到1981年,我国终于实现了三星级发射,从而成为第四个独立掌握这项技术的国家(欧洲航天局在中国之前居于领先地位)。

在这项技术不再是新技术之后,各国继续在有效载荷数量上创造新的记录:

2014年6月,俄罗斯第聂伯河火箭一次发射了37颗卫星。

2015年9月,中国的长征6月6日火箭一箭获得20颗星,打破了当时的亚洲太空纪录。

2016年6月,印度还取得了20星一星的成绩。

2017年2月,印度创造了104颗星的世界纪录。

2018年12月,SpaceX取得了64星的箭,创造了美国新纪录。

要实现此技术,至少应考虑以下几点:

一种是有效载荷的布置。

长征6号火箭在2015年9月一箭成箭后获得了20星,长征6号火箭副总设计师周玉仁曾在一次采访中说:

这20颗卫星分为三层,排列成金字塔状。 当卫星分离速度和方向不同时,这种布局设计可以确保分离的安全性。

第二是火箭的承载能力-确保载有几颗质量更高的卫星; 避免诸如火箭不稳定飞行和所携带设备的干扰之类的问题。

第三是星箭分离技术。 卫星根据程序在特定位置与火箭分离,并且不会相互碰撞。 因此,需要精确设计路线和时间。

正如百度百科所说:

一枚火箭成功发射多颗卫星标志着运载火箭能力的提高,标志着核弹头的分离,发射技术以及火箭与卫星之间的分离技术的新突破。

毫无疑问,作为非专业人员,我们倾向于使用一次携带的有效载荷数量来衡量某枚火箭,某项任务甚至某个国家的航空航天水平,但实际上,卫星数量众多并不意味着技术含量必须很高。

Leifeng.com注意到,国家太空探索技术的首席科学传播专家庞志浩曾在《科学技术日报》的一次采访中说:

分批发送卫星到相同或相似轨道的技术含量要低于分批发送卫星到不同轨道的技术含量。

换句话说,多次卫星发射的技术内容与发射方法更紧密相关。

庞志浩在接受采访时表示,(当时)印度要用一根箭实现104颗卫星的实现并不容易,但同时指出,由于所有卫星都被发送到同一轨道,而总质量却没有大,承载能力没有突破。 性的飞跃。

此外,《科学技术日报》在报告中还提到,火箭上搭载的一级独立飞机的“高层”也是实现星箭分离技术的关键。 它也是航空航天大国致力于研发的技术之一:

在被火箭运送到特定轨道后,“上层”可以自主飞行多次并发射并发射飞船到不同的轨道空间。

如今,SpaceX已创下了143个的世界纪录,再次推动了多星技术的进步。 我们将拭目以待,看看SpaceX未来将如何发展其“拼车”业务,以及这项发射技术将取得哪些突破。


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