SpaceX猎鹰重型首次将多颗军事卫星直送GEO轨道,时隔三年多猎鹰重型再次发射


老鹰,雄鸡,牧羊人,LDPE……

发射任务:USSF-44
发射时间:2022年11月1日13:41(UTC)
发射地点:肯尼迪航天中心39A发射台
发射火箭:猎鹰重型火箭
发射载荷:LDPE-2,Shepherd
Demonstration

猎鹰重型第一级助推器上的27个梅林发动机
猎鹰重型火箭自2019年首飞以来,本周执行第四次发射任务。这也是SpaceX迄今为止发射持续时间最长的发射任务,这次大约6个小时的飞行将为美国太空部队发射多颗有效载荷,并且是直送GEO轨道。猎鹰重型的上面级将在范艾伦辐射带漂移超过6小时,并多次点火,送入GEO轨道。

本次发射使用的一级箭体为全新箭体;猎鹰重型火箭的两颗侧面助推器返回卡角陆地回收,重复使用。
这项飞行时间长的任务要求SpaceX 公司对猎鹰重型火箭进行一些改进。最明显的改进是在火箭上面级的煤油燃料箱外面涂上了灰色涂料,这将有助于确保燃料不会因为火箭在寒冷的太空环境中飞行数小时而结冰。
太空部队对这次发射设置代号为USSF-44。猎鹰重型火箭是现役飞行火箭中运力最强大的火箭。这次发射将是 SpaceX 公司猎鹰重型火箭首次完全正式运行的国家安全任务。猎鹰重型火箭最近一次发射是在2019年6月,它携带了军方和 NASA 的24颗实验卫星,代号为空间测试计划-2(STP-2)任务。STP-2任务认为是猎鹰重型火箭未来发射更重要的国家安全载荷前的一次示范飞行。

USSF-44任务已经从原定的2020年末发射推迟了大约两年。太空部队将延误归咎于卫星相关的问题。

太空部队发布了这次猎鹰重型火箭发射的少量信息。

本次发射中有太空部队两个较大的载荷。其中一个被称为“牧羊人示范”(Shepherd Demonstration),另一个是太空部队的第二个长期推进 ESPA 航天器(LDPE 2),它本身承载着六个有效载荷,其中三个将继续附着在航天器上,另外三个将从 LPDE 2在轨部署,执行它们自己的任务。
猎鹰重型火箭的上面级将把LDPE 2和 Shepherd 示范卫星送入轨道,完成猎鹰重型火箭的发射序列。这些卫星将进入GEO轨道,这个轨道是军事通信、预警和侦察卫星的热门位置。
大多数前往GEO轨道的卫星由运载器发射至GTO椭圆轨道,这就要求航天器利用自己的推进器爬升到GEO轨道,并降低轨道倾角。
有些运载器可以将卫星直接部署到GEO轨道。太空探索技术公司在美国发射行业的竞争对手,联合发射联盟(United Launch Alliance)制造的宇宙神5号和德尔塔4重型火箭以前就完成过这一壮举。本次发射将是太空探索技术公司首次尝试将有效载荷直接送入地球同步轨道。
SpaceX 在以前的飞行中测试了其长时间的漂移和再点火能力,包括2019年在 STP-2任务中发射的猎鹰重型火箭,从发射到最后一次点火持续了三个半小时。2019年12月,在向国际空间站发射补给任务之后,SpaceX 公司的猎鹰9号火箭第二级进行了长达6小时的漂移实验。
美国太空部队表示,USSF-44任务的牧羊人示范卫星“承载了许多成熟技术的有效载荷,着眼降低风险”。牧羊人示范卫星携带多个太空部队的有效载荷,基于一个“ ESPA 环”状结构,一个圆形结构,在附加端口处可以承载实验仪器。

LDPE 2航天器由诺斯洛普·格鲁门建造,类似于2021年12月用 ULA 宇宙神 5火箭发射的 LDPE 1卫星。LDPE 2在周向端口上安装了六个有效载荷,与牧羊人示范卫星的设计相似,配备有推进系统在太空中机动。该航天器能够将小型卫星送入轨道,LDPE 2有效载荷中的三个将从母体分离。
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其中一颗搭载在 LDPE 2上的小型子卫星应该是 Tetra 1,一颗由波音子公司千禧年太空系统公司制造的微型卫星。军方官员在2020年的一份声明中表示,Tetra 1卫星被指派执行 USSF-44任务,目的是“在地球同步轨道内、外执行任务和战术、技术和程序的原型”。

LDPE 2航天器可能还携带两颗洛克希德·马丁制造的立方体卫星进行演示任务,以测试未来小型卫星在地球同步轨道中的机动和导航能力。根据联邦通信委员会(Federal Communications Commission)网站上发布的一份轨道碎片评估报告,两颗 LINUSS小型卫星——洛克希德· 马丁公司空间升级卫星系统的简称(Lockheed Martin In-space
Upgrade Satellite System)——从2021年初开始被分配执行 USSF-44任务。
LINUSS 立方体卫星发射时重约21.5公斤。LINUSS A1和 A2卫星由洛克希德·马丁公司运营,由 Tyvak 纳米卫星系统公司制造,在发射两个月后与 LDPE 2航天器分离,然后使用它们的微型推进系统进行机动。在彼此分离到几百公里的距离后,其中一颗卫星将接近另一颗,最近伴飞距离仅为约50米,演示微小卫星的GEO轨道近距离导航和轨控能力。
这些演示将测试可用于未来卫星维修任务的能力,或可用于探测航天器接近轨道上其他物体的能力。洛克希德·马丁公司表示,LINUSS 任务还将展示机载高性能图像处理、小型卫星推进、惯性测量单元、机器视觉、3D 打印组件和可重构飞行软件。

太空部队表示,LDPE 项目使军方能够更经济地将小型和次级有效载荷送入地球同步轨道,帮助加快服务的“转向新的、更具弹性的太空架构”。
下一个使用猎鹰重型火箭进行飞行的军事任务将是USSF-67,将发射 LDPE 3航天器和太空部队通信卫星。太空部队表示,这次发射计划于2023年1月进行,将复用与 USSF-44任务相同的两枚猎鹰重型侧推进器。
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