SpaceX 正在计划于 11 月 17 日(北京时间2024年11月18日 -13:47:00)发射一枚 Falcon 9 火箭,将 20 颗 Starlink 卫星(包括 13 颗具有 Direct to Cell 功能的卫星)送入近地轨道。发射地点是加利福尼亚州范登堡太空军基地的 4 号东发射场,目标发射时间为太平洋时间晚上 9:47。如果需要,备用发射机会将持续到凌晨 1:46。此外,11 月 18 日星期一晚上 11:19 也有额外的发射机会。
这次任务的直播将在发射前大约五分钟开始
这是支持这次任务的一级第 20 次飞行,之前曾发射过 Transporter-8、Transporter-9、NROL-85、NROL-87、SWOT、SARah-1、NROL-146 和 12 次 Starlink 任务。一级火箭与二级火箭分离后,将降落在太平洋上的 "Of Course I Still Love You" 无人船上
Starlink 是 SpaceX 的互联网通信卫星星座。这个低地球轨道(LEO)星座提供快速、低延迟的互联网服务,专为地面互联网不稳定、不可用或成本高昂的地区设计。星座的第一阶段由五个轨道壳层组成。Starlink 目前在特定区域可用,允许在批准的区域内的任何人订购或预订。经过28次发射后,SpaceX 实现了近乎全球的覆盖范围,但是直到所有五个壳层都被填满,第一代星座才算完全建成。一旦 Starlink 的第一代和第二代建设完成,预计该项目每年将盈利300亿至500亿美元。这些利润将主要用于SpaceX 星际飞船(Starship)计划以及火星基地阿尔法(Mars Base Alpha)。每颗星链v1.5卫星都采用了紧凑的设计,质量为307公斤。SpaceX开发了一种平板设计,使得尽可能多的卫星能够适应猎鹰9号火箭5.2米宽的有效载荷整流罩。由于这种平板设计,SpaceX能够将多达60颗星链卫星和有效载荷分配器装入第二级,同时仍然能够回收第一级。这接近猎鹰9号运载火箭向近地轨道(LEO)的可回收有效载荷能力,约为18吨。60颗星链v1.0卫星封装到猎鹰9号整流罩中(来源:SpaceX)尽管每颗星链卫星都很小,但每颗都装满了高科技通信和成本节约技术。每颗星链卫星都配备了四个相控阵天线,用于高带宽和低延迟通信,以及两个抛物面天线。卫星还包括一个星敏感器,为卫星提供姿态数据,确保宽带通信的精确度。每颗星链v1.5卫星还配备了卫星间激光通信系统。这允许每颗卫星直接与其他卫星通信,而不必通过地面站。这减少了所需地面站的数量,允许覆盖整个地球表面,包括极区。星链卫星还配备了自主碰撞避免系统,该系统利用美国国防部(DOD)的碎片跟踪数据库来自主避免与其他航天器和太空垃圾的碰撞。为了降低成本,每颗卫星都有一个太阳能电池板,这简化了制造过程。为了进一步削减成本,星链的推进系统,一种离子推力器,使用氪气作为燃料,而不是更常用的氙气。尽管氪的比冲(ISP)显著低于氙的,但它的成本远低,这进一步降低了卫星的制造成本。每颗星链卫星都装备了第一个霍尔效应氪动力离子推力器。该推力器用于确保正确的轨道位置,以及用于轨道升降。在卫星寿命结束时,这个推力器被用来使卫星脱轨。SpaceX的星链v2卫星是更大、更强大的卫星,意在由SpaceX的星舰运载火箭发射。关于这些卫星的信息目前所知甚少,但已知它们的质量大约为1200公斤,并且具有双太阳能电池板设计,以增加输送给卫星的功率。此外,根据SpaceX的首席执行官兼首席技术官埃隆·马斯克的说法,这些卫星将具有数量级更多的带宽,更高的速度,并且在各个方面大约好10倍。从星链7-9组开始,在第7组发射时,星链v2卫星将作为蜂窝塔,为T-Mobile客户提供全球手机覆盖。马斯克表示,每颗这样的卫星将为每个手机区域提供大约2-4 Mb/s的带宽,这将允许每秒发送成千上万条短信或许多用户进行电话通话。虽然这项技术主要是为了全球范围内联系紧急服务(类似于苹果iPhone 14和15系列的卫星连接功能),但它也可以用来发送非紧急相关的信息。21颗星链v2Mini卫星准备封装在猎鹰9号的整流罩中(来源:SpaceX)由于星舰运载火箭的延迟,SpaceX正在发射星链v2“Mini”卫星,这些卫星将由猎鹰9号火箭发射。这些卫星拥有更强大的相控阵天线,并利用E波段进行回程链接。这使得每颗卫星的容量比星链v1.0和v1.5提供的容量大4倍。星链v2 Mini卫星配备了新的氩气霍尔推力器,用于在轨机动。这些推力器产生的推力是v1.5卫星上推力器的2.4倍,并且具有1.5倍的比冲。星链v2 Mini卫星是首批在轨道上使用氩推力器的卫星。卫星星座是一组为了共同目的而协同工作的卫星。SpaceX 的星链星座由两代组成:第一代(基本完成)全部是星链 v1/1.5 卫星;第二代将由星链 v2 和 v2 Mini 卫星组成。星链第一代由五个轨道壳层组成,共有 4,408 个卫星。这些卫星将全部由猎鹰9号火箭发射,预计这些发射将在 2023 年完成。第二代星座由 29,988 颗卫星组成——这大约是 2019 年星链项目启动前所发射卫星总数的 20 倍。这些卫星将主要由星舰火箭发射;然而,如前所述,当星舰不在运行状态时,猎鹰9号也将发射部分这些卫星。由于星链卫星的数量极多,许多天文学家对它们对夜空的影响表示担忧。然而,SpaceX 正在与天文学界合作,并实施改变,使卫星从地面看更难以被看见、对夜空的干扰也更小。SpaceX 改变了卫星提升轨道的方式,并且从星链 v1.0 L9 开始,增加了遮阳板以减少反光。这些改变已经显著减少了星链对夜空的影响。轨道壳层 | 轨道倾角 (度) | 轨道高度 (公里) | 卫星数目 |
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第1壳层星链卫星的第一个轨道壳层由1,584颗卫星组成,它们位于53.0°的550公里低地球轨道上。第1壳层包含72个轨道平面,每个平面22颗卫星。这个壳层目前接近完成,偶尔会有卫星被更换。第一壳层提供大约在52°至-52°纬度之间的覆盖(约占地球表面的80%),在被替换之前将不会使用激光链接。第2壳层 星链的第二个轨道壳层将部署720颗卫星在70°的570公里轨道上。这些卫星将显著增加覆盖范围,使星链星座能覆盖全球约94%的地区。SpaceX将在第三壳层的36个轨道平面上,每个平面部署20颗卫星。这个壳层目前正在填充中,同时还有第4壳层。第3壳层 第3壳层将由348颗卫星组成,处于97.6°的560公里轨道上。SpaceX在其Transporter-1任务中向这个轨道部署了10颗激光链接测试卫星,以测试极地轨道上的卫星。SpaceX在Transporter-2任务中又向这个壳层发射了额外的三颗卫星。2021年4月6日,Gwynne Shotwell表示SpaceX将在夏季进行常规的极地星链发射,但现在这个壳层是最低优先级,预计将是最后填充的。部署到这个轨道的所有卫星都将具有卫星间激光链接通信。第3壳层将有6个轨道平面,每个平面58颗卫星。第4壳层 第四壳层将由1,584颗卫星组成,处在540公里高度和53.2°的低地球轨道上。这种更新的轨道配置将略微增加覆盖面积,并将极大增加星座的带宽。这个壳层也将包含72个轨道平面,每个平面22颗卫星。这个壳层目前正在与第2壳层一起填充。第5壳层星链第一阶段的最后一个轨道壳层将部署172颗卫星,它们位于另一个97.6°的560公里低地球极地轨道。第5壳层也将完全由具有激光通信链接的卫星组成;然而,与第3壳层不同,它将包含4个轨道平面,每个平面43颗卫星。不过,目前尚不清楚这个壳层是否仍将继续填充;之前的第5组发射已经转向了43°轨道。倾角 (°) | 高度 (km) | 轨道面数 | 每个轨道面的卫星数 | 卫星总数 |
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Falcon 9 Block 5 是SpaceX公司的部分可重复使用的两级中型运载火箭。该火箭包括一个可重复使用的第一级,一个一次性的第二级,一对可重复使用的整流罩半壳。Falcon 9的第一级包含九台海平面版Merlin 1D+发动机。每台发动机都采用开放式燃气发生器循环,并使用RP-1和液态氧(LOx)作为燃料。每台发动机在海平面上的推力为845千牛(kN),比冲(ISP)为285秒,在真空中的推力为934千牛,比冲为313秒。由于发动机的强大性能,以及数量众多,即使Falcon 9第一级在发射台起飞时失去一台发动机,或在飞行中失去两台发动机,也能够成功将有效载荷送入轨道。Merlin发动机的点火由三乙基铝和三乙基硼(TEA-TEB)来完成,这两种物质在氧气存在的情况下混合会立即燃烧。在静态点火测试和发射期间,地面服务设备会提供TEA-TEB。然而,由于Falcon 9第一级能够推力着陆,因此其中三台Merlin发动机(E1、E5和E9)内置有TEA-TEB罐,用于重新点火执行返航、再入和着陆点火。Falcon 9的第二级是Falcon 9唯一的一次性部分。它包含一个单一的MVacD发动机,该发动机的推力为992千牛,比冲为348秒。第二级能够进行多次点火,允许Falcon 9将有效载荷送入不同的轨道。目前SpaceX正在使用两种不同版本的MVacD发动机喷管。标准喷管设计用于高性能任务。另一种喷管是标准喷管的显著缩短版,降低了性能和材料消耗;使用这种喷管时,MVacD发动机在太空中的推力减少了10%。这种喷管仅用于低性能任务,因为它降低了75%的材料需求。这意味着SpaceX可以使用与较长设计相同的铌材料,发射三倍以上的任务。对于需要多次点火和/或点火之间长时间滑行的任务,第二级可以配备一个任务延长包。当第二级装有这个包时,它会有一条灰色条纹,有助于保持RP-1燃料温度,增加了复合材料包覆压力容器(COPVs)的数量,用于压力控制,并增加了额外的TEA-TEB。猎鹰9号的整流罩由两个不同的可重复使用的半壳组成。第一半壳(背对运输架的那一半)被称为主动半壳,并且包含了用于分离系统的气动元件。另一个整流罩半壳被称为被动半壳。正如名称所暗示的,这一半在整流罩分离过程中扮演一个纯粹的被动角色,因为它依赖于主动半壳的气动元件。两个整流罩半壳都装备了冷气体推进器和降落伞,这些设备用于使整流罩半壳在海洋中软着陆。SpaceX曾尝试捕捉整流罩半壳,但是在2020年底,这一计划因为安全风险和低成功率而被取消。2021年,SpaceX开始使用猎鹰9号的新版本整流罩。新的“升级版”整流罩在每个半壳的顶部,半壳之间的缝隙处有通风口,而旧版本的通风口是均匀分布在整流罩底部周围的。移动通风口可减少了水进入整流罩,使得成功进行打捞的几率大大提高。00:38:00:SpaceX发射总监确认推进剂装载准备就绪。00:35:00:RP-1(火箭级煤油)装载开始。00:07:00:Falcon 9发动机开始冷却,准备发射。00:01:00:指令飞行计算机开始进行最终发射前检查。00:00:45:SpaceX发射总监确认发射准备就绪。00:00:03:发动机控制器启动发动机点火序列。时间 (时/分/秒) | 事件 |
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00:01:07 | 最大动压(火箭承受的最大机械应力时刻) |
00:02:25 | 一级主发动机关机(MECO) |
00:02:29 | 一级和第二级分离 |
00:02:36 | 二级发动机启动(SES-1) |
00:03:03 | 整流罩分离 |
00:06:04 | 一级再入点火开始 |
00:06:29 | 一级再入点火结束 |
00:07:44 | 一级着陆点火开始 |
00:08:13 | 一级着陆 |
00:08:37 | 二级发动机关机(SECO-1) |
00:54:54 | 二级发动机启动(SES-2) |
00:54:56 | 二级发动机关机(SECO-2) |
01:01:48 | Starlink 卫星部署 |
国际火箭发射 SpaceLive
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