首枚重鹰侧翼火箭转正,SpaceX打出一只虎爪

科技小青爱吃草2022-02-01 12:40:14浏览22评论0

▲CSG-2 发射延时图像,左侧弧线是上升轨迹,右侧是着陆轨迹

SpaceX今年第四发打出一些新意思:SpaceX首次意大利政府发射太空任务,部署COSMO-SkyMed第二代第二颗雷达监视卫星,进一步挤占欧洲市场;首次采用重鹰侧翼火箭改装成F9一级火箭;连续30次成功回收火箭,娴熟回收一级火箭既成事实;每月四五次发射节奏正在形成常态化,目标锁定全年发射量52发。

☲●发射速览

☲●发射过程

▲CSG-2 发射全过程影像

▲一二级火箭分离各自推进形成尾迹貌似虎爪

SpaceX今年第四发遭遇戏剧性推迟,最初尝试1月28日发射,却因不利天气导致一连推迟三天,第四天发射在望,却在倒计时T-33被迫叫停,由于一艘邮轮驶进禁入区,只得再度推迟24小时。

按中国农历来算,这次发射「牛尾变虎头」。恰巧,一二级火箭分离各自推进所形成的尾迹貌似一只虎爪。

美国东部时间1月31日18:11(北京时间2月1日7:11,相差13小时)✨,位于佛州卡纳维拉尔角太空军基地40号发射位,SpaceX打出今年第四发,B1052.3一箭第三飞腾空而起,起飞后向东南以南飞去。

升空1分钟12秒,这枚猎鹰9号火箭穿过空气最大阻力点(Max Q)✨。此时飞行高度12公里,速度0.4公里/秒。T 2分15秒,一级火箭9台梅林发动机关闭。4秒后一二级分离。

T 2分27秒,二级火箭首次点火推进,进行转弯机动(Dogleg maneuver)✨,飞行方向从西南转向正南,操作目的有两个:其一为达到所需的逆行轨道(轨道倾角97.86°)✨,其二为避免飞越人口稠密的巴哈马群岛,其三整流罩受控海面溅落区域可以避开岛屿陆地。这种飞行操作与今年1月13日发射Transporter-3运输者3号任务类似。

5秒钟后,即T 2分32秒,一级火箭启动三台梅林发动机,执行返航推进(Boostback Burn)✨。随后一级火箭顶部四个栅格翼展开,实时调整姿态。随后释放整流罩。

再入大气层阶段,T 6分11秒,第二次点燃三台发动机,进行再入反推(Entry Burn)✨,持续点火50秒。T 7分22秒,一级火箭启动一台中心发动机,执行着陆反推(Landing Burn)✨,随后展开着陆腿,利用略低于火箭重量的反推力实现喷气软着陆。

T 7分56秒,B1052.3第三次成功回收,这也是第三次陆上着陆回收,并且全部降落在同一着陆点——佛州卡角着陆区LZ-1。该着陆区位于卡角40号发射位以南约9公里。

值得注意的是,当执行海上回收程序时,一级火箭不必执行返航推进(Boostback Burn)✨,而是直接执行再入推进(Entry Burn)✨操作。因为执行陆地回收程序时,需要一级火箭折返飞行几百公里,最终飞回陆地着陆区。而执行海上回收程序,只需要一级火箭小角度姿态调整,顺着发射方向不断下行,直至再入反推、着陆反推、最终软着陆,因此只需较少燃料反推。

这次成功落定是SpaceX连续第30次成功回收火箭、总计第104次回收一级火箭、佛州卡角LZ-1/2合计第22次成功回收火箭、LZ-1第19次回收火箭。

经过6分多钟持续推进后,T 08:44,二级火箭发动机首次关闭(SECO 1)✨,进入长达47分钟的太空滑行阶段。T 56:01,二级火箭发动机第二次点火,仅仅3秒后再度关闭(SECO 2)✨。

升空大约40分钟后,两片2.5版整流罩受控溅落在距发射场596公里的古巴北部海域,随后由Bob鲍勃号多功能船打捞回收。这也是SpaceX总计完整回收的第93、94片整流罩。这两片整流罩曾支持过3次发射任务(1片曾用于Transporter-1、Transporter-2、星链任务;1片曾用于SAOCOM 1B、Transporter-2、星链任务)✨,这次发射属于第4次使用、第三次复用。

发射升空1小时后,T 1:00:05,星箭分离,这次部署任务唯一载荷:意大利观测卫星CSG-2直接入轨,部署轨道:SSO太阳同步轨道高度619公里,赤道倾角97.86°。

星箭分离后,二级火箭受控调整姿态,再次点火推进,以大约7.5公里/秒的轨道速度朝向再入点飞行,耗尽余量推进剂,最终在南太平洋上空再入大气层烧毁。具体再入区如上图所示▼

☲●一级火箭大有来头

这次发射采用B1052.3作为一级火箭,看起来只是第三次出征,资历尚浅,但很有来头——曾两度作为重鹰侧翼火箭一飞冲天(2019.4.11重鹰第二飞、2019.6.25重鹰第三飞)✨,如今第三次出征,终于由侧翼角色正式转正,成为SpaceX首枚由重鹰侧翼火箭转换成猎鹰9号标准一级火箭。两种火箭稍有不同,侧翼火箭安装空气动力头锥及附件固定装置。SpaceX曾表示,重鹰侧翼火箭和猎鹰9号一级火箭可以互换,但重鹰核心级装配额外的加固结构,用来支持两枚侧翼火箭的负载,这使得每枚核心级火箭都是为重鹰专门建造的。

这枚B1052还是三次发射执行三次陆上着陆回收的一级火箭,全部降落在佛州卡角着陆区LZ-1。

▲B1052第二飞:即重鹰第三飞、也是首次一箭多星发射:2019年6月25日一箭24星部署,号称SpaceX最难最具挑战性发射任务

▲B1052第三飞、也是首次由侧翼转正发射:2022年1月31日首次为意大利航天局部署卫星(CSG-2)✨

☲●☲什么是CSG-2?

这次任务代号CSG-2,全称为COSMO-SKYMED SECOND GENERATION FM2 MISSION,译为地中海区域观测小卫星群第二代第二颗卫星,属于一颗地球观测卫星,由意大利科技部和国防部资助、意大利航天局操作的雷达监视卫星,属于军事和民用两用卫星,重点观测地中海区域。

COSMO SkyMed(地中海观测小卫星群)✨第一代由4颗军民两用地球观测卫星组成小型星座,卫星以合成孔径雷达(SAR)✨为主要载荷,可以全天候监视,运行在619公里高度的太阳同步轨道,设计使用寿命5年。从2007年至2010年使用德尔塔II型火箭部署。

COSMO SkyMed(地中海观测小卫星群)✨第二代是为了取代第一代。同样由4颗地球观测卫星组成(CSG-1、CSG-2、CSG-3、CSG-4)✨,设计寿命7年,比第一代增加两年。卫星质量从1.7吨增加到2.2吨。第二代性能也比第一代有所改进,第二代合成孔径雷达是第一代X波段SAR有效载荷的升级版。

第二代第一颗CSG-1于2019年12月18日已由欧洲阿丽亚娜太空公司使用俄制联盟号ST型火箭发射;这次发射的是第二颗CSG-2,也是目前唯一一颗由非欧洲发射商部署;第三颗CSG-3、第四颗CSG-4计划由阿丽亚娜旗下新火箭织女星C将在2024年、2027年发射。

织女星C(Vega-C)✨计划于2022年5月首次发射,作为阿丽亚娜太空公司旗下主打SSO发射市场,织女星C原定2022年首飞。受疫情、技术、供应链等影响多次推迟至今。正是基于此,2022年意大利航天局不得不破局,将CSG-2发射任务转给欧洲以外发射商,才让SpaceX有机会赢得这单生意。这也让SpaceX看到未来机遇,为进一步抢占欧洲市场做好铺垫。

☲●一览发射刷新数据

这次发射次日迎来背靠背发射(back-to-back)✨,部署星链第4个轨道层第7批次任务正瞄准北京时间2月2日02:56发射升空,一天后计划部署美国国家侦察局机密任务NROL-87,同样属于SSO部署任务。

显而易见,SpaceX每月四五次发射节奏正在形成常态化,而该公司内部目标已经锁定全年发射量52发。这是由NASA航空航天安全咨询小组(ASAP)✨一位官员最新透露的。

这意味着SpaceX今后每周要达到一次的高频节奏。去年12月份曾创下19天五连发的新纪录。之前还曾多次创下每月4发的快节奏。随着疫情影响示弱,发射需求快速扩增,实现这一目标可能性大增。

New Post(0)
登录