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行業(yè)新聞
“星鏈”七發(fā)：四手箭，首用網捕舊罩
2020-04-24 / 閱讀次數：2358
太空探索公司4月22日在卡納維拉爾角肯尼迪航天中心采用“獵鷹”9-1.2型火箭發(fā)射了“星鏈”低軌寬帶星座的第7組共60顆衛(wèi)星，任務代號“星鏈”6。火箭于美東部時間15時30分（北京時間4月23日3時30分）點火起飛，約15分鐘后星箭分離。發(fā)射原定4月16日進行，后被推到4月23日，但隨后又出于發(fā)射和回收天氣條件的考慮提前了一天。太空探索公司還在臨射前宣布把發(fā)射時間前提7分鐘，但并未解釋原因。
這是卡納維拉爾角今年的第9次發(fā)射。本次發(fā)射是在全球新冠肺炎疫情依然很嚴重的情況下進行的，表明卡角發(fā)射活動雖然節(jié)奏有所放緩，但并未完全停下來。不過，那里的部分發(fā)射已被推遲，其中包括太空探索公司的至少兩次發(fā)射?！矮C鷹”9原定3月30日在卡角發(fā)射阿根廷一顆雷達遙感衛(wèi)星，但由于與疫情相關的旅行和工作限制，阿方官員已要求推遲發(fā)射。另外，美國天軍4月7日證實，為保證發(fā)射隊伍不暴露給新冠病毒，“獵鷹”9原定4月29日進行的下一次GPS衛(wèi)星發(fā)射將至少推遲到6月30日。有媒體4月6日報道說，太空探索公司有6名員工病毒測試結果為陽性。
在3月份的上次“星鏈”專發(fā)任務中，“獵鷹”9第一級有一臺發(fā)動機過早關機，盡管火箭最終還是利用其性能儲備成功地把衛(wèi)星送入了預定軌道。該公司隨后對這起事故展開了調查。NASA和美國天軍也參與了調查工作。NASA局長布萊登斯坦 4月9日稱，工程技術人員對那起過早過機事故已有了“不錯的認識”，預計問題不會影響“載人龍”飛船下個月的載人首飛。太空探索公司首席執(zhí)行官馬斯克射前發(fā)推稱，問題系因有“少量”異丙醇清洗液積存在一個“傳感器死角”內。他說，這些清洗液在飛行中點火，導致發(fā)動機過早關機。該公司擔任本次發(fā)射網播解說的人員萊昂斯稱，本次發(fā)射所用火箭未采取這道清洗程序。
3月份的上次“星鏈”發(fā)射是太空探索公司首次讓同一枚第一級火箭第5次參加發(fā)射，只可惜那枚箭在嘗試進行落船回收時失敗。本次發(fā)射所用第一級編號為1051.4，此前已飛過3次，分別是去年3月在卡角發(fā)射執(zhí)行不載人首飛任務的“載人龍”飛船、去年6月在范登堡空軍基地發(fā)射加拿大3顆雷達遙感衛(wèi)星和今年1月29日在卡角執(zhí)行“星鏈”第4次組網發(fā)射任務。這枚箭在本次發(fā)射中再次成功進行了落船回收。
本次發(fā)射還再次使用了此前用過的舊整流罩。這是太空探索公司第三次采用舊罩進行發(fā)射，也是其首次復用采用網捕方式回收的整流罩。本次發(fā)射所用整流罩曾參加了去年8月以色列“阿莫斯”17通信衛(wèi)星的發(fā)射任務。太空探索公司裝有一張大網的“特里女士”整流罩回收船在那次發(fā)射中成功捕捉到了整流罩兩個半罩中的一個，而另一個半罩則是從海水中撈上來的。前兩次舊罩復用采用的都是從海水中撈出的整流罩。迄今的3次舊罩復用執(zhí)行的都是太空探索公司自家的“星鏈”組網任務。
本次發(fā)射還要再次嘗試對兩瓣整流罩同時進行網捕回收。太空探索公司在“重型獵鷹”火箭去年6月的一次發(fā)射中利用“特里女士”回收船首次成功實現了整流罩網捕回收，捉到了一個半罩。它隨后又為名為“奇夫女士”的第二艘船配備了相關裝備，以期對兩個半罩同時加以網捕回收。不過，兩艘船迄今的網捕行動總體上勝算不大?！疤乩锱俊贝饲熬W捕到了至少3瓣整流罩，而“奇夫女士”應仍是一無所獲。馬斯克曾表示，對于整流罩回收和復用來說，別沾海水非常重要，因為含鹽的海水腐蝕性很強，會加大翻修工作量。但他也曾表示，讓整流罩在海水中“稍游會兒泳”沒關系。
“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表示，它可能會申請在低地軌道再增設多達3萬顆寬帶衛(wèi)星，使“星鏈”編隊衛(wèi)星總數達到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。
“星鏈”網絡衛(wèi)星分布效果圖
太空探索公司已幾次調整“星鏈”網絡架構。該公司4月17日又向FCC提交了一項申請，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，比該公司此前架構下所設想的少了一顆。
太空探索公司在申請中說，調低軌道將會讓衛(wèi)星距消費者更近，讓該網絡“能夠向欠缺服務的美國人提供可與以往只能在城市區(qū)域享受到的服務相媲美的低時延寬帶服務”。該公司說，此項調整還將改善“星鏈”在極區(qū)面向美國政府用戶的服務，并能加快組網部署進度。軌道降低還有助于保證報廢衛(wèi)星能在更短的時間內再入。該公司稱，軌道降低后，衛(wèi)星信號功率水平也可相應降低，從而有助于達到降低對其它衛(wèi)星和地面無線網絡所造成干擾的要求。
這是該公司12個月里第三次請求FCC準許其調整已獲批準的星座架構。去年4月批準該公司在更低軌道上運營1584顆衛(wèi)星的請求后，FCC去年12月又批準了其另一項請求，即要把550公里高度衛(wèi)星的軌道面數量增至原方案的3倍。太空探索公司稱，那項調整可加速“星鏈”實現美國本土覆蓋的進程。
“星鏈”衛(wèi)星調低后的軌道區(qū)域空間交通更加繁忙。太空探索公司稱，“星鏈”衛(wèi)星能夠主動實施機動，以防同其它在軌物體相撞，而且它還會公布本方衛(wèi)星的軌道數據，以讓其它運營商也能夠實施避撞機動。
“星鏈”衛(wèi)星在較低的軌道上亮度會更高，而這可能會招致天文學家的反對。但太空探索公司稱，調低軌道對天文學家也有好的一面，因為衛(wèi)星處在地球陰影內、從而不被陽光照到的時間會變長。另外，軌道調低后，一次能看到的衛(wèi)星數量也可減少。
太空探索公司已表示，其利用“暗星”開展的降低反射率實驗取得了一定效果?！鞍敌恰笔墙衲?月發(fā)射的涂有深色涂料的一顆“星鏈”衛(wèi)星。該公司在4月17日提交的申請中說，它還正在“制定新的緩解舉措，打算在未來數月內開展試驗”。該公司正在研究的一項方案是給衛(wèi)星加設能像遮陽傘一樣展開的遮陽罩，以減少陽光反射。該公司說，它還將提供衛(wèi)星跟蹤數據，以讓天文學家能夠更好地協(xié)調其觀測工作。
除本次調整申請所涵蓋的約4400顆Ku和Ka波段衛(wèi)星外，太空探索公司還打算往約345.6公里的軌道另外部署7500顆V波段衛(wèi)星。
“星鏈”衛(wèi)星在太空探索公司位于華盛頓州雷蒙德的衛(wèi)星研制基地建造。這些平板式太陽能供電衛(wèi)星單星重量為260公斤。本次發(fā)射瞄準近地點213公里、遠地點367公里、傾角53度的一條軌道。衛(wèi)星隨后將利用自身的氪離子電推力器爬升到其工作軌道。包括試驗型號，“星鏈”項目迄已發(fā)射了422顆衛(wèi)星。太空探索公司此前已完成了6次“星鏈”專項組網發(fā)射任務，每次攜帶60顆衛(wèi)星。該公司稱，“星鏈”寬帶服務實現全球覆蓋共需進行24次發(fā)射，但其在通過12次發(fā)射把約720顆衛(wèi)星送入軌道后便可向包括加拿大和美國北部在內的部分地區(qū)提供中期水平的服務。該公司在最新提交的調整申請中說，“星鏈”網絡仍可在年內開始為美國消費者提供服務。
本次發(fā)射是在也張羅著要建低軌寬帶星座的一網公司3月27日宣布在美申請破產保護后進行的。馬斯克3月9日在華盛頓2020年衛(wèi)星大會上發(fā)表演講時便表示，以往有過一些公司試圖建低軌通信大星座但卻陷入短暫或永久破產境地的先例，而這是太空探索公司所要避免的。他說：“終于有家公司沒破產將會是一大進步?！便灩尽⑷蛐枪?、軌道通信公司和特里德西克公司全都在約20年前經歷過破產，盡管只有特里德西克一家最終未能重新活過來并部署第二代星座。
馬斯克當時還說：“‘星鏈’將有效地為3%或4%最難覆蓋的用戶提供服務，包括眼下連接性很差或干脆就上不了網的人們。”他還表示，太空探索公司無意與成熟的電信廠家去競爭。太空探索公司尚未公布其消費級服務的價位或網速，但馬斯克已在有意地吊潛在用戶的胃口。他說，“星鏈”上網服務時延將很低，“我們正在瞄準的是20毫秒以下”，玩快速反應型視頻游戲沒問題。
