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NASA在十月底说过,预计SpaceX星舰最早将于12月初,开始第一次轨道飞行任务。2022年对于Space来说是更繁忙的一年,到目前为止,全年已经进行了52次轨道发射,包括一次猎鹰重型火箭。而且100%成功,除了因为载荷太重,没有尝试回收的两次之外,火箭第一级都成功回收了。还出现了重复使用14次的火箭,这些都让SpaceX今年的成绩非常亮眼。猎鹰重型四度起飞 直飞地球静止轨道

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间隔三年之后,11月1日SpaceX成功发射了猎鹰重型运载火箭,这是猎鹰重型的第4次发射。把美国太空军的机密卫星,直接送到了地球同步轨道,这也创造了SpaceX的一项纪录。

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10月1日发射当天,佛罗里达州肯尼迪航天中心,浓雾锁天。但猎鹰重型准时开始倒计时。发射前50分钟时,3枚捆绑式第一级火箭,开始加注低温航天煤油(RP-1),5分钟后开始加入液氧(LOX)。3枚火箭全部加满需要大约287吨液氧,123吨火箭煤油。

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发射前35分钟,第二级火箭开始加入火箭煤油,约17分钟后开始加入液氧。就在起飞前6秒,27台梅林发动机开启交错点火程序,当所有发动机,达到全推力状态之后,凭借着2300多吨的推力。猎鹰重型火箭,离开了肯尼迪航天中心LC-39A发射台,穿过浓雾发射升空。

发射后不到1分钟,猎鹰重型火箭就达到了Max-Q,就是整流罩压力最大的时刻。起飞后大约两分半,两侧火箭关闭发动机,几秒钟后分离。起飞三分半之后,中央芯级火箭关闭发动机并分离,然后第二级火箭开始点火,推着太空军的神秘载荷直接飞到地球静止轨道。

第二级火箭需要多次点火推升,直接将有效载荷推到离地3.6万公里的目标轨道,需要耗时6个小时以上。

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因为这次发射的是美国太空军的秘密任务,所以第二级火箭部分,就没有直播了。这次任务使用了3个全新的第一级火箭,侧面两个的编号是B1064和B1065。

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在起飞8分22秒之后,同时降落到卡纳维拉尔角太空基地上的着陆区。场面相当壮观,由此创下了SpaceX第150次、第151次成功着陆回收。同时,创下了连续第76和第77次,成功回收火箭的新纪录。

不过中央芯级编号B1066的火箭,为了将载荷推升到更高的高度,燃烧了3分半左右,因为燃料不够返回,只能丢弃,坠落到大西洋。

这次猎鹰重型的发射任务,据说包括8个载荷,全部都部署到地球静止轨道,代号USSF-44的任务,很可能是一颗军用通信卫星,属于机密载荷,没有什么具体信息。

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其他载荷,属于地球静止轨道运行的,立方体卫星和小型卫星,搭载在航天器上,载荷总质量大约1.92吨。

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这次任务的最大特点,就是利用最强的火箭,把有效载荷直接送到3.6万公里远的地球同步轨道。一般要把卫星送到地球同步轨道,都是先用火箭把航天器,送到数百公里高度的地球同步转移轨道,再依靠航天器自身的动力推进,逐步爬升到地球同步。

不回到这一过程,一般需要耗时几个星期到几个月,这与航天器的动力大小有关。这个过程,当然也要消耗相当数量的推进剂,这些推进剂对于航天器来说,非常宝贵。因为,它要维持轨道高度和姿态,都需要消耗推进剂,推进剂的多少,也决定了航天器的使用寿命。

如果火箭,能直接送航天器到3.6万公里外的轨道上,既能够节省航天器的宝贵燃料,又能够缩短入轨时长。但这种高难度的部署任务,往往只属于美国军方的特殊需求。以前,一直只能是由美国联合发射联盟ULA,旗下的德尔塔V重型火箭来承担。

随着SpaceX火箭的发射频率和成功率,都能够排名世界第一。而且SpaceX的所有产品,都在美国设计制造,符合美国国家安全太空发射计划的要求。美国太空军,也开始把一些重要的发射任务交给SpaceX。

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因为,要在寒冷的太空飞行6个多小时,所以第4枚猎鹰重型的第二级跟前3枚有所不同,在煤油燃料箱的外部,喷涂了一层灰色的油漆。据说这有助于燃料箱吸收太阳光,确保火箭煤油不会被冻结。

猎鹰重型火箭,作为全球现役最强悍的运载火箭,它的近级轨道运力有63.8吨,相当于一架波音737客机的重量。它的地球同步转移轨道运力有26.7吨,火星转移轨道运力达到了16.8吨。

猎鹰重型火箭的第4次发射,也是SpaceX今年完成的第50次轨道发射。目前猎鹰重型火箭的发射订单非常满,未来几年都有各种军事、民用和商业发射规划,还负责多个阿提米斯登月计划的发射任务。

超级重型火箭静态点火 星舰要轨道试飞

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11月14日,SpaceX测试了超级重型助推器7,也就是B7的14台火箭发动机,进行了数秒的静态点火。据说流量控制在73%以内,总推力达到了2325吨。而这只相当于超级重型总推力的42%。

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B7装备了33台猛禽二型发动机,每台发动机最大推力230吨。如果33台全部启动的话,能够在海平面产生超过7500吨的推力,大大超出目前现役最强火箭猎鹰重型的起飞推力2327吨,是未来世界推力最大的火箭。

作为第一枚,配备第二代猛禽发动机的超级重型火箭原型,B7这次静态点火已经是第4次了。从今年8月开始,B7先后经受住1台,3台,7台,静态点火测试。

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进入10月还两次与上面级星舰的S24,合体对接测试,还有B7和S24合体状态下的低温加压测试。可见SpaceX对B7的测试非常谨慎,循序渐进。所以说,B7很有可能就是送星舰,进入轨道的火箭。

接下来有望在10月底前,开启全部33台发动机的静态点火测试,为年底前的星舰首次试飞做足热身准备。为了迎接星舰的首次轨道飞行,除了加紧测试和调整,还要等待审查,因为目前星舰还没有拿到FAA的发射许可证。

FAA在6月13日宣布,通过了星舰重型火箭的环境评估,确认星舰的发射计划不会招致重大的环境破坏结果。不过这个结果并不等于取得了发射许可,SpaceX还需要符合FAA的安全性、风险、财务责任等要求。

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SpaceX在测试B7和S24同时,也在加紧建造其它的超级重型火箭,没有安装栅格翼和发动机的B8,10月底被拖到星舰花园展示区,证实了之前可能被弃用的传言。

B9的舰体现在已经组装完成,正在进行内部装配,作为B7的继任者,有望在年底前整装待发,进入发射前的实测阶段。

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B10还在分段建造当中,作为B7的结合体,原型星舰S24正在发射区待命,之前经历过2台猛禽、6台猛禽全发动机静态点火测试,以及两次与B7合体对接测试,还有合体状态下的低温加压测试。

S24的后继者S25,现已经完成了首次液氮低温加压测试,返回建造区检修。S26作为阿基米斯计划,月球着陆器原型机,可能用于极限载荷测试,正在装配,第4、第5艘星舰S27和S28也在建造中。

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马斯克最近忙着搞定推特,据说他在推特每周工作超过100小时。他现在暂时还顾不过来SpaceX,只好由SpaceX的总裁兼首席运行官,肖特维尔和副总裁荣科萨来亲自负责,德克萨斯州博卡奇卡的星际基地的运营。

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除了马斯克本人之外,这两个人就是SpaceX最有影响力的高管。马斯克还一直鼓励,在加州货仓总部的SpaceX员工,搬到星舰基地。最近公司鼓励员工搬迁的力度更大。知情者透露,SpaceX已经向固定员工,公布了一项加薪方案,如果他们搬到德克萨斯州南部的星舰基地工作,工资将涨10%-25%。据了解,公司还提高了在星舰基地工作,非固定员工实薪,并计划在明年发放绩效奖。

令人惊讶的 第二代猛禽发动机

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因为超级重型火箭,一口气要装33台发动机,上面级的星舰也需要6台猛禽发动机,所以马斯克,对猛禽发动机的生产非常重视。

一年前,马斯克描述过猛禽发动机生产过程中,出现的危机,导致了负责项目的一名副总裁被解职,并离开公司。从那以后,第二代猛禽发动机开始现身,产量也不断提高。

11月初SpaceX宣布,制造出了第200台猛禽2型发动机。在SpaceX交付第一台猛禽2原型之前,他们从2018年2月到2021年7月的三年多时间里,共建造了100台猛禽1型发动机。

到2020年初猛禽2开始登场时,生产的猛禽2型发动机,总数可能在125到150之间。这个数字在航天领域已经非常高,但与猛禽2相比却差得太远。从一开始,猛禽2型的目标,就是让未来的猛禽发动机更容易、更快、便宜的制造。

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最终的目标是将猛切2型的生产成本,降低到23万美元,比猎鹰9号火箭,所用的梅林发动机还便宜。马斯克以前表示,为了降低成本,甚至拆除了猛禽2主燃烧式的复杂火炬点火系统。所有的这些简化措施,虽然让猛禽发动机损失了1%的效率,但是,推力却提高了25%。

在猛禽2型生产的前11到12个月,SpaceX已经交付了200台发动机,这至少相当于猛禽1型的平均生产量的6倍,而实际数字甚至可能更高。

早在2019年6月,马斯克就表示,SpaceX的计划在年底前,每12小时制造一台猛禽发动机。在2022年10月,NASA阿提米斯项目的一名高级官员透露,SpaceX最近,可以连续一周,每天持续生产一台猛禽2型发动机。如此高的速度,让猛禽发动机成为历史上,生产速度最快的轨道级火箭发动机。

这也是必须的,因为SpaceX必须为每次轨道测试飞行,将消耗39台猛禽发动机做好准备。即使未来星舰或者超级重型火箭,可以重复使用,但马斯克预想的是,建造一支数百甚至数千艘的星舰舰队,这也是一件超级挑战的工作。

为了装备庞大的火箭舰队,SpaceX必须以前所未有的速度,大规模生产猛禽发动机。换句话说,12个小时生产一台猛禽2型发动机,也是远远不够的。

总而言之,马斯克构想的SpaceX绝非普通的航天企业,他要颠覆一直以来航天领域的固有观念,从火箭回收复用到生产方式都是前所未有的,这些也奠定了它不可动摇的航天一哥的地位。