支元|继遭遇地磁风暴事故后,SpaceX连续发射近百颗星链卫星,加速巨型卫星星座建设

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美东时间 2 月 21 日和 2 月 25 日 , SpaceX 先后从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队基地 40 号航天发射场和加利福尼亚州范登堡太空部队基地的 4 号太空发射场 , 分别发射了 46 颗、50 颗星链(Starlink)卫星 。
这是 SpaceX 计划在 10 天内为星链卫星进行的三次发射行动中的其中两次 。
图 | 猎鹰 9 号(Falcon 9)火箭发射现场(来源:SpaceX)
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两次发射皆由猎鹰 9 号(Falcon 9)火箭执行 。 猎鹰 9 号为两级火箭 , 使用梅林(Merlin)发动机 , 并用火箭级煤油(RP-1)和液氧作为火箭推进剂 。 据 SpaceX官网 , 该火箭高 70 米 , 为“世界首个轨道级可重复使用火箭” , 可大大降低进入太空的成本 。
2 月 25 日的任务也是猎鹰 9 号在 2022 年的第 8 次发射 。
据了解 , 在发射中 , 猎鹰 9 号一分钟内速度就超过音速 , 火箭第一级的九个发动机在飞行片刻之后 , 助推器从第二级脱落 , 开始机动返回地球 , 最终降落在足球场般大小的着陆平台上 。 助推器将被送回进行翻新 , 以为后续任务做准备 。
火箭第二级点燃单个 Merlin 发动机后 , 卫星被送达预定轨道 。
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图 | 助推器返回(左)和火箭二级点燃(右)(来源:SpaceX)
值得一提的是 , 2 月初 , SpaceX 在一次星链卫星发射过程中出现事故 , 发射携带的 80% 卫星被损毁 。
当时 , 猎鹰 9 号从佛罗里达州肯尼迪航天中心的 39A 发射场向近地轨道发射了 49 颗星链卫星 。 但升空不久 , 约 40 颗卫星坠落地球大气层 , 且被烧毁 。
事故的原因是星链卫星遭遇了地磁风暴 。 据 SpaceX 称 , “风暴导致大气阻力比以前的发射高出 50% , 这阻止了卫星继续提升轨道 。 ”
据了解 , 地磁风暴是由来自太阳的带电粒子流与地球磁场相互作用所导致 。 发射前 , 根据预报和收集的数据 , SpaceX 预测只有一场小风暴 , 但结果却超出了最初的预想 。 当地磁风暴发生后 , 星链团队让卫星由正常模式转为安全模式 , 并使其通过“边缘飞行”来躲避风暴 , 以尽量减少阻力 , 但卫星仍未能到达预定轨道 , 最终坠落大气层 。
SpaceX 称 , “脱轨卫星与其他卫星碰撞的风险为零 , 其会在进入地球大气层后彻底烧毁 。 这意味着它们不会产生轨道碎片 , 也不会有卫星部件撞击地面 。 ”
该次事件可能是未来更多太空天气问题的前兆 , 因为太阳正处于其 11 年活动周期中较为活跃的阶段 , 太阳风暴和耀斑较以往更为强烈 。 此类“太阳事件”偶尔会损坏一些卫星电子设备 。
然而 , 随着近地轨道上部署的小型卫星越来越多 , 加之许多卫星并不具备抗辐射功能 , 可能后续的卫星事故相比以前也会变得更多 。
值得一提的是 , 为了避免再次出现意外 , SpaceX 在 2 月 21 日进行卫星发射时 , 将之前火箭二级发动机点燃次数由一次变为了两次 , 卫星的预定轨道高度也由 210 公里提高到 330 公里 。 这一变化解释了为什么当时发射所携带卫星数比上次少了 3 颗 , 即从 49 颗减少到 46 颗 。
再简单说说星链卫星的费用问题 。
近期 , SpaceX 创始人兼 CEO 埃隆·马斯克(Elon Musk)在 Twitter 提到 , 目前有超过 25 万个星链用户的终端正在运行 。
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图 | 星链卫星用户终端(来源:SpaceX)
据了解 , 星链卫星提供的网络服务 , 每月收费为 100 美元 。 若有 25 万人使用 , 那么 SpaceX 每月能获得 2500 万美元收入 , 这意味着每年的营收额可达 3 亿美元 。
据悉 , 进行一次星链卫星发射 , SpaceX 的硬性成本在 1500 万美元左右 。 若每次发射 , 火箭搭载的卫星数量按 50 颗计 , 则单颗卫星的发射成本大概为 30 万美元 。 SpaceX 目前发射卫星数已达 2000 多颗 , 按上述成本 , 总花费为 6 亿美元 。 那么可以说 , 按照目前的用户量 , SpaceX 将在两年内收回这一成本 。 当然 , 这没有考虑到地面站、卫星损失等额外成本 。
此外 , SpaceX 最近宣布 , 将为“偏远地区的企业提供更快、更高带宽的服务——Starlink Premium” , 据悉 , 该项目的服务费为每月500美元 , 这将为其带来更多收入 。 SpaceX 还表示 , 该服务将于 2022 年第二季度开始 。
关于卫星星座的建设 , 目前各国和众多组织都在加大此方面的投资和发展力度 。 除了 SpaceX , 还有 OneWeb、亚马逊等“玩家” 。 近期 , 欧盟也宣布将投资近 68 亿美元建设卫星星座 。 现在看来 , SpaceX 在此方面已走在了前列 , 其预计将最终发射多达 42000 颗卫星 。
最后 , 值得注意的是 , SpaceX 发射的星链卫星 , 近期也被用在了俄乌战争之上 。 据了解 , 一批星链卫星终端已抵达乌克兰 , 将为该地区提供互联网连接服务 。
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参考:
https://spacenews.com/spacex-launches-starlink-satellites-to-higher-orbit/
https://www.spacex.com/updates/
https://www.forbes.com/sites/johnkoetsier/2022/02/14/starlink-hits-250000-customers-elon-musk-hints-spacex-booking-over-300-millionyear/?sh=aad15ef70636
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