太空探索公司6月3日在卡納維拉爾角空軍站采用“獵鷹”9-1.2型火箭發(fā)射了“星鏈”低軌寬帶星座的第8組共60顆衛(wèi)星,任務(wù)代號“星鏈”7。火箭于美東部時間21時25分(北京時間6月4日9時25分)點火起飛,約15分鐘后星箭分離。
本次發(fā)射原定5月17日進行,但先是因宇宙神5火箭原定5月16日在卡角進行的X-37B軍用航天飛機發(fā)射推遲而順延,隨后又因著陸回收海區(qū)有熱帶風暴和“載人龍”飛船載人試飛安排的原因而進一步推遲。
這是太空探索公司今年進行的第6次“星鏈”組網(wǎng)發(fā)射任務(wù)。自去年5月組網(wǎng)發(fā)射啟動以來,該公司迄今已通過8次發(fā)射將480顆“星鏈”組網(wǎng)衛(wèi)星送入軌道。本次發(fā)射瞄準的是近地點213公里、遠地點365公里、傾角53度的一條橢圓軌道。衛(wèi)星隨后將利用其離子推力器變軌到更高的軌道進行測試,然后再轉(zhuǎn)入高度約為550公里的工作軌道。
本次發(fā)射采用了此前已用過4次的一枚第一級火箭,編號B1049.5。這枚箭此前的發(fā)射經(jīng)歷是:2018年9月在卡角發(fā)射加拿大電信衛(wèi)星公司一顆靜地通信衛(wèi)星,2019年1月在范登堡空軍基地執(zhí)行“下一代銥”低軌通信衛(wèi)星一箭十星發(fā)射任務(wù),同年5月在卡角執(zhí)行“星鏈”第一組60顆衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),今年1月又在卡角執(zhí)行“星鏈”第三組60顆衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。同此前4次一樣,這枚箭在本次發(fā)射中再次成功實施了落船回收。這是太空探索公司首次成功地把同一枚火箭第5次回收回來,也讓這枚箭得以繼續(xù)保有進一步提升復用次數(shù)紀錄的可能性。
不過,這并不是該公司首次讓同一枚火箭第5次參加發(fā)射。首次是3月份的第6次“星鏈”組網(wǎng)發(fā)射,只可惜那枚箭(編號B1048.5)在嘗試落船回收時失敗,從而失去了繼續(xù)創(chuàng)造重復使用次數(shù)紀錄的機會。太空探索公司另有3枚5型箭已飛過4次,但在最后一飛時成功回收的只有一枚(B1051)。2月份第三次“星鏈”組網(wǎng)發(fā)射所用的一枚(B1056)在實施落船回收時意外失手,掉入海中。另有一枚(B1046,系首枚5型箭)被用于“載人龍”飛船1月份的高空逃逸試驗,原本就沒指望能“活著回來”。
本次發(fā)射的一級著陸回收原擬由名為“當然我依然愛你”(OCISLY)的那艘駁船來完成,但那艘船隨后承擔了“載人龍”飛船發(fā)射后的一級著陸回收任務(wù),而本次“星鏈”發(fā)射的一級著陸回收則啟用了新近完成升級改造、名為“好好讀讀說明書”(JRTI)的另一艘駁船。
本次發(fā)射還要再次嘗試用“特里女士”和“奇夫女士”兩艘回收船在大西洋上對整流罩的兩個半罩同時實施網(wǎng)捕回收,時間在火箭起飛后約45分鐘。太空探索公司此前已3次采用回收到的舊罩進行發(fā)射,但那些舊罩基本上都是從海水中撈上來的,只有4月份上次“星鏈”組網(wǎng)發(fā)射時有一個半罩是以網(wǎng)捕方式回收的。兩艘整流罩回收船上都架有一張大網(wǎng),以期在整流罩落水前將其接住,以免被含鹽的海水浸泡,從而簡化翻修和復用工作。為便于回收,整流罩每個半罩上均配備航電設(shè)備、推力器和可控翼傘。
“星鏈”項目一期擬在550公里、傾角53度的軌道上部署1584顆衛(wèi)星。美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)2018年批準太空探索公司在Ku、Ka和V波段頻率上運營近1.2萬顆“星鏈”衛(wèi)星。該公司去年向國際電聯(lián)表示,它可能會申請在低地軌道再增設(shè)多達3萬顆寬帶衛(wèi)星,使“星鏈”編隊衛(wèi)星總數(shù)達到4.2萬顆。不過,該公司稱,其星座規(guī)模的擴大將看需求情況。作為對5月26日截止的一項信息征集工作的回應(yīng),太空探索公司已向FCC報送了增設(shè)3萬顆衛(wèi)星的方案。
“星鏈”衛(wèi)星在軌飛行效果圖
太空探索公司已幾次調(diào)整“星鏈”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該公司4月17日又向FCC提交申請,提出要讓更多衛(wèi)星在低于FCC此前批準的軌道上運行。一期1584顆衛(wèi)星的軌道并不會有變化。按FCC此前批準的方案,后續(xù)2825顆二期衛(wèi)星將部署到1110公里到1325公里的高度上,軌道面傾角為53.8度、70度、74度和81度。新提出的調(diào)整方案擬讓二期Ku和Ka波段衛(wèi)星全都采用高度在540公里到570公里之間、傾角為53.2度、70度和97.6度的軌道。申請共涵蓋4408顆衛(wèi)星,比該公司此前架構(gòu)下所設(shè)想的少了一顆。
太空探索公司稱,“星鏈”寬帶服務(wù)實現(xiàn)全球覆蓋共需進行24次發(fā)射,但其在通過12次發(fā)射把約720顆衛(wèi)星送入軌道后便可在今年晚些時候開始向包括加拿大和美國北部在內(nèi)的部分地區(qū)提供中期水平的服務(wù)。公司首席執(zhí)行官馬斯克最近發(fā)推說,公司打算在3個月內(nèi)開始對“星鏈服務(wù)”進行私下里的“貝塔測試”,6個月內(nèi)進入公開試用階段。
為設(shè)法消除天文界對“星鏈”星座因亮度太大會干擾地基天文觀測的擔憂,本次發(fā)射的衛(wèi)星中包含了一顆實驗性的“罩星”(VisorSat)。馬斯克4月27日在一次會議上稱,“罩星”要試驗的陽光遮擋辦法,加上衛(wèi)星升軌時將采用新的指向辦法,應(yīng)能消除天文學家的擔憂。該公司為嘗試解決衛(wèi)星亮度問題而采取的首項舉措是在1月份發(fā)射的那組衛(wèi)星中安排了一顆實驗性的“暗星”(DarkSat)。那顆衛(wèi)星對衛(wèi)星天線等反光表面做了實驗性的暗化處理,以期減少陽光反射,從而讓衛(wèi)星變得暗一些。“暗星”表現(xiàn)出了一定的潛力,亮度似乎比未做處理的衛(wèi)星低了約一個星等。但馬斯克說,“罩星”的效果會比“暗星”還好。
馬斯克說,“罩星”方案類似于轎車風擋上方的遮陽板,用于擋住陽光。他說,“我們加設(shè)了幾乎會在衛(wèi)星一投放時就能展開的無線電透明泡沫板,而它能遮擋住陽光,使之不照到天線上”;“它們基本上就是遮陽板,能夠翻開,以擋住陽光,從而防止反射”。他預測罩板會對衛(wèi)星亮度產(chǎn)生“巨大影響”。
太空探索公司在其網(wǎng)站上介紹說,其利用“星鏈”衛(wèi)星軌道高度低和呈平板形狀的特點設(shè)計了一款射頻透明的展開式罩板,以遮擋光線,使其不會照到大部分星體和衛(wèi)星主體的所有散射部件上。該公司說,罩板發(fā)射時平躺在衛(wèi)星底盤上,將在星箭分離過程中展開。公司副總裁庫珀5月26日在一次網(wǎng)絡(luò)研討會上說,公司會有約500顆“星鏈”衛(wèi)星亮度像現(xiàn)在這樣,但隨后所有衛(wèi)星全都會加裝遮陽罩。
太空探索公司說,“暗星”所用的暗化處理涂層有其缺點,因為黑色表面在天上容易變熱。該公司說,遮陽板可避免黑漆會引起的熱問題,而且將能遮住所有光線,使之不能照到白色散射天線,所以暗化效果也會更好。
太空探索公司要采取的另一項舉措涉及衛(wèi)星在射后升軌過程中的亮度問題。馬斯克說,衛(wèi)星之所以顯得很亮是由于太陽能帆板所處指向。帆板在升軌過程中的朝向與一旦進入工作軌道后是不同的。馬斯克說,公司會很快嘗試做一次“指向滾轉(zhuǎn)”,以改變帆板相對于地球的指向,減少反射回地面的陽光量。他說,“初步跡象表明這將對升軌過程中的亮度產(chǎn)生顯著影響”;“衛(wèi)星從地面看上去的可見度將明顯降低”。
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