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潮科技 | “星链”二发，整流罩首次复用，同枚箭第四飞

晰数塔互联网快讯
2019-11-12 13:08

编者按：本文来自微信公众号“航小宇”（ID：航小宇），作者航小宇，原文题目《“星链”二发，整流罩首次复用，同枚箭第四飞》，36氪经授权发布，略有删减。

【综合消息】太空探索公司11月11日在卡纳维拉尔空军站采用“猎鹰”9-1.2型火箭发射了“星链”低轨宽带星座的第二组共60颗卫星，任务代号“星链”1。火箭于美国东部时间9时56分（北京时间22时56分）点火起飞。卫星部署于火箭起飞后约61分钟开始进行。除“星链”卫星外，本次发射还有另两大亮点，即整流罩首次复用和同一枚第一级火箭第4次使用。

本次发射的这些卫星要一次全部从火箭上分离出去，而不像通常的星箭分离那样逐个或成对进行。在5月23日的首批60颗“星链”试验型卫星发射中，火箭在卫星部署前先进行了起旋。卫星借助旋转的动量来散开，然后再分别启用各自的电推力器，以向550公里的最终工作轨道爬升。

卫星飞离火箭

5月份发射的那些卫星先是被送入440公里高的轨道。太空探索公司在本次发射的新闻素材中称，本次发射的卫星部署高度为280公里。该公司称，提升轨道前，公司人员将进行数据审核，以确保所有卫星都工作正常。测试完成后，卫星将利用星上离子推力器向预定轨道进发。

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整齐码放的60颗卫星

根据其9月份向美联邦通信委员会（FCC）申报的材料，该公司将在卫星入轨后首周同所有60颗卫星建立起联络，然后用两周时间把卫星轨道全都提升到350公里。完成初步测试后，其中20颗卫星将进一步升轨至550公里。这些卫星将被部署到该公司现有授权所涵盖的一个轨道面。余下40颗将在350公里高度停留至少40天，然后才会向550公里工作轨道爬升。这些卫星将部署到该公司仍有待 FCC 批准的运行方案修改申请所涵盖的新轨道面。

太空探索公司说，自5月份的上次发射后，公司开展了设计升级工作，以最大限度地同时利用 Ka 和 Ku 波段，从而为最终用户带来更多的频谱容量。此外，每颗卫星的部件都100%“可毁”，将在寿命末期迅速地在地球大气层内被烧掉，而这“超出所有现行安全标准”。5月份发射的卫星只设 Ku 波段天线。太空探索公司当时称，星上可在任务结束后在大气层内烧毁的材料占比为95%。

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“星链”卫星效果图

新发的这组卫星在华盛顿州雷蒙德的一座设施建造。5月份发射的那60颗卫星单重为227公斤，而“星链”项目网站现在称，“星链”卫星单重约260公斤。约15.6吨的总重也让本次发射成为太空探索公司迄今有效载荷重量最大的一次发射。按“星链”项目网站的介绍，“星链”卫星采用紧凑的平板式设计，以充分利用“猎鹰”9火箭的运载能力。每颗卫星配备4部大功率相控阵天线，以便能以“低出一个数量级的费用”快速投放和调配大批容量。星上配备单翼太阳能帆板，以大大简化系统；太阳能电池实行标准化，易于融入制造过程。卫星配备氪离子电推力器，用于轨道提升、在轨机动和寿终离轨。卫星可利用来自美国国防部碎片跟踪系统的数据实施避撞机动，以防同空间碎片和其它航天器相撞，能减少人为差错，让避撞操作更加可靠。

新发的这60颗卫星所采取的性能和安全性改进措施并不包括降低卫星亮度。太空探索公司称，这项改进将在后续“星链”卫星上引入，以减轻对地基天文观测的影响。天气晴好时，天文观察者们或会在本次发射后，在黎明或黄昏时分看到新发射的这些卫星像列车一样从头顶经过，类似于5月份那次发射后人们所看到的景象。那次发射的卫星开始时亮度堪比天上最亮的恒星，但随着时间的推移似乎变暗了，出现的频度也越来越低。那些“明星”惹恼了很多天文学家。他们担心陆续上天的成千上万颗这类卫星会干扰地基天文观测。

皇家天文学会6月份称，太空探索公司、亚马逊、一网和电信卫星公司拟发射的大批宽带卫星“对地基天文观测构成挑战”，将会“大大增加获取没有卫星所留下条纹的图像的难度”，从而损害天文研究。美国国家射电天文台（NRAO）5月份称，它正在同太空探索公司合作，“以联合分析和最大限度地降低任何潜在影响”。NRAO 称，“这些磋商富有成果，正在形成也可供其它类似系统考虑的重要指针”；“太空探索公司迄今展现出了对我们的担忧的重视以及对天文学的支持”。

太空探索公司称，它正在同世界各地主要天文团体开展积极合作，以保证其工作不受“星链”卫星影响。该公司称，工程技术人员正在采取步骤来把后续卫星的底部做成黑色，以帮助缓解对天文学界的影响。但该公司称，这次发射的这批卫星尚未采取这方面的改进。该公司说，必要的话，它会针对极度敏感的空间科学观测对“星链”卫星进行轨道调整。该公司还宣称，它可利用其下一代“星船”运载系统把巨型天文望远镜送入太空。

5月份的“星链”星座首发后，太空探索公司又对“星链”网络架构做了修改。FCC10月7日向国际电联提交文件，介绍了该公司要在业已经 FCC 授权的近1.2万颗 Ku、Ka 和 V 波段卫星的基础上再增设3万颗“星链”卫星的大胆构想，而这将让该星座卫星总数达到4.2万颗。已获授权的卫星将部署到低地轨道的不同高度和不同轨道面。

初期的“星链”卫星采用高550公里、倾角53度的轨道。太空探索公司8月份向 FCC 提出请求，要求准许其向72个不同轨道面部署最多1584颗“星链”卫星。FCC 此前已批准其在24个轨道面上运行同样数量的卫星。太空探索公司称，与原方案相比，这项调整将让“星链”网络能以更少的卫星和发射次数在美国部分地区启动宽带服务。

太空探索公司称，“星链”编队最快明年就能开始向美国北方、加拿大和类似纬度地区提供服务。该公司说，“星链”网络将可在24次发射后实现对所有有人居住区域的覆盖。公司总裁兼首席运营官肖特韦尔10月22日称，该公司确信其2020年年中就能开始通过“星链”星座在美提供宽带服务。她在一场媒体圆桌会上对记者表示，做到这一点需要公司发射6～8组卫星。她说，“我们希望明年底之前进行24次发射”。

肖特韦尔说，“星链”的很多功能特征正在由美国空军研究实验室在称为“全球闪电”的一项计划下进行测试。太空探索公司去年12月拿到2800万美元的一项合同，要在接下来3年里测试军方使用“星链”宽带服务的不同方式。该公司迄今已展现出能为飞行中的美军 C-12 双发涡桨飞机座舱带来610兆比/秒的数据吞吐能力。

服务价位问题也正在研究。肖特韦尔说，美国有数百万人要为“蹩脚的服务”每月支付80美元。她没说“星链”的费用是比每月80美元高还是低，但表示公司将会把目光瞄向那一人群以及眼下还上不了网的乡村地区。在美国之外，太空探索公司正在逐个国家地办理服务授权。肖特韦尔说：“每个国家都有自己的一套办法。”

肖特韦尔还说，公司打算在明年年中到年底的某个时间开始发射配备星间激光链路的“星链”卫星。

本次发射采用了从以往发射任务中回收到的整流罩，开启了整流罩重复使用的历史。太空探索公司称，此次发射所用整流罩曾在“重型猎鹰”火箭4月11日发射“阿拉伯星”6A 时首次使用。在那次发射中，整流罩的两个半罩轻柔地落入大西洋中，随后由回收船进行了回收。“猎鹰”9和“重鹰”采用同型号的蚌壳式复合材料整流罩。由两瓣组成的该整流罩高13.1米，直径5.2米。每个半罩均配备航电设备、推力器和可控翼伞，以实现软着陆。

在证明了“猎鹰”助推级着陆与复用技术后，太空探索公司把整流罩复用视为降低发射成本的下一步。其它运载厂家都是把整流罩白白扔掉，但太空探索公司几年来一直在寻求对其加以回收，以在翻修后重复使用。公司创始人和首执马斯克去年曾对记者表示，整流罩成本在600万美元上下。

太空探索公司还在“重鹰”6月份的又一次发射中首次成功实现了整流罩网捕回收，捉到了整流罩的一个半罩。所用巨网架在名为“特里女士”的回收船上方。该公司随后又为名为“奇夫女士”的第二艘船配备了整流罩回收装备，原本打算在本次发射中首次尝试同时对两个半罩均实施网捕回收。不过，该公司在射前证实，由于风浪太大，两艘整流罩回收船不再尝试进行网捕回收，但相关团队会再次把乘伞落入海中的两个半罩打捞上来。公司首执马斯克曾表示，对于整流罩回收和复用来说，别沾海水非常重要，因为含盐的海水腐蚀性很强，会加大翻修工作量。但他也曾在本次发射所用整流罩在“重鹰”4月份那次发射后被从海水中捞起后表示，让整流罩在海水中“稍游会儿泳”没关系。

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一级再次成功回收

本次发射还采用了此前已用过3次的一枚第一级火箭，是该公司首度让同一枚5型第一级火箭第4次参加发射。这枚箭编号为 B1048.4，此前曾先后参加了去年7月25日在范登堡空军基地进行的“下一代铱”一箭十星发射、去年10月8日在范登堡进行的阿根廷对地观测卫星发射以及今年2月21日在卡角进行的印尼通信卫星和以色列“创世纪”月球着陆器发射。在本次发射中，这枚箭利用部署在大西洋上的一艘无人驾驶驳船再次实施了着陆回收。公司首执马斯克曾表示，5型箭被设计成“在无需例行整修的情况下”能反复使用10次，而若“做适当的例行维护”可用100次。

包括“重鹰”的两次飞行，这是太空探索公司今年第11次发射。这也是该公司第26次采用用过的旧箭执行发射任务和第45次在入轨发射任务中成功实现一级助推器着陆回收。