SpaceX已經是現存最大的私人衛星運營商,而且領先優勢還在不斷增加。盡管面臨全球新型冠狀病毒疫情危機,但SpaceX還是設法保持了星鏈發射的頻繁步伐,上次發射是在3月18日完成。自今年年初以來,SpaceX總共進行了四次星鏈衛星發射任務,而我們進入2020年只有短短四個月的時間。
SpaceX有充分的理由想要保持這種發射頻率,畢竟每次發射都使其更接近最終推出星鏈互聯網寬帶服務的目標,這些衛星將為該服務提供網絡基礎。SpaceX希望該網絡能在今年晚些時候覆蓋加拿大和美國北部,由于其工作方式,小型衛星的軌道比傳統的地球靜止互聯網衛星更接近地球,并在經過覆蓋區域時相互切換連接,它們需要大量的衛星來為消費者和企業提供穩定、可靠、低延遲的網絡接入服務。
星鏈互聯網的目標是在明年將其服務擴展到全球客戶,這將需要更多的發射和衛星入軌。最終,該公司提交的文件顯示,它可能會發射12000至42000顆小衛星,以根據需求和性能將網絡建設到最終狀態。
SpaceX的最新發射還包括對使用過的獵鷹9號火箭助推器的回收嘗試,該助推器曾在SpaceX載人龍飛船的Demo-1演示任務中飛行過,并在2019年發射過兩次。助推器按計劃降落在SpaceX的無人回收船上,在今年早些時候幾次獵鷹9號火箭助推器著陸出錯后,這標志著該公司回收行動恢復常態。
SpaceX還將試圖回收發射期間用來保護星鏈衛星有效載荷的整流罩,但不會通過降落傘減速而落回地球時使用網來捕捉它們。取而代之的是,SpaceX將尋求把整流罩從水中撈出來。該公司正尋求更頻繁地重復使用整流罩,用網捕獲過程使其更容易翻新以供再次使用。這是另一項節約成本的措施,因為SpaceX正在繼續努力實現其目前正在開發的星艦飛船運載火箭的完全可重用性。
找到干擾天文觀測解決方案
不過,每次星鏈衛星發射都會重新引發關于越來越多的低地軌道小衛星對夜空能見度和科學研究影響的討論,SpaceX表示正在做出改變,試圖解決這些擔憂。SpaceX首席執行官兼創始人埃隆·馬斯克(Elon Musk)詳細介紹了該公司正在采取的諸多措施,以解決有關其星鏈衛星干擾地面夜空觀測的投訴。這些衛星會在夜間發光,可以在天文攝影中以光流的形式出現。天文學家認為,它們會通過地面望遠鏡和天文臺干擾恒星觀測和研究。
在回答有關最近幾周星鏈衛星似乎變得更加可見和明亮的問題時,馬斯克表示,這是由于衛星的太陽能電池板在提升軌道和停止機動的角度造成的,并表示正在部署新舉措來解決這個問題。馬斯克稱,從第九批星鏈衛星發射開始,所有衛星都將配備“遮陽板”。這些“遮陽板”將由“特殊的、對無線電極其透明的深色泡沫”制成,保持對無線電透明對星鏈互聯網實現最終目標非常重要,它旨在將寬帶互聯網連接傳輸到地面站,供地球上的客戶使用。
SpaceX之前曾討論過測試將星鏈衛星面向地球的一面涂成黑色,以降低它們的反射率,但這種泡沫方法聽起來似乎更可行。最終,SpaceX預計將發射數千顆這樣的小衛星,所以圍繞它們對科學觀測的影響的爭議不太可能很快發生,除非其中有些措施確實顯著改變了它們的夜間能見度。
找到火箭發動機故障原因
周三在Twitter上,馬斯克解釋了上次星鏈衛星發射過程中火箭發動機故障的原因。SpaceX獵鷹9號火箭的第一級上使用了9個梅林發動機,即使其中一個停止工作也可以正常運行。在3月18日的發射過程中,的確有一個發動機在上升階段停止了工作。發動機故障并沒有影響隨后按計劃部署的60顆星鏈衛星,但它確實促使SpaceX對原因進行了調查。SpaceX希望在5月27日進行首次載人試飛之前解決這個問題。
馬斯克說,梅林發動機失敗的原因是“少量異丙醇(清洗液)被困在傳感器上,并在飛行中點燃。”異丙醇是無菌環境中常用的清潔和消毒劑,也可以作為消費者使用的外敷酒精在柜臺上買到。根據馬斯克的解釋,聽起來像是梅林發動機的清洗液有些不小心被困在壓力閥的傳感器外殼里,然后引擎被啟動時起火。這可能不足以損壞發動機,但卻會通知傳感器熱量水平超過了可接受的極限,導致了其關閉。
鑒于美國宇航局(NASA)和SpaceX已經宣布了載人龍飛船Demo-2任務的正式日期,該機構似乎已經確認了SpaceX的調查結果,并接受其解釋。這個問題在未來似乎相對容易通過清洗檢查來解決,即使在類似情況再次發生的可能性很小的情況下也是如此。SpaceX的獵鷹9號火箭發動機系統中內置的冗余能力,似乎也很有能夠確保火箭繼續成功運行。
申請改變星鏈互聯網設計
在發射了第七批60顆星鏈衛星的同時,SpaceX向監管部門聯邦通信委員會(FCC)提交了最新申請,希望改變星鏈互聯網架構設計,提議在較低軌道上運行比FCC之前授權的更多衛星。
星鏈互聯網的第一階段將包括1584顆衛星,在地球上空550公里的軌道上運行。SpaceX計劃在今年年底之前發射這部分衛星,這在SpaceX的申請中保持不變。SpaceX此前獲得了FCC的監管批準,可以在1110公里至1325公里的更高軌道上運行另外2825顆衛星。SpaceX向FCC提交的修改后計劃預計,在星鏈互聯網的下一階段,Ku波段和Ka波段衛星都在540公里至570公里的高度運行。這項修改覆蓋了4408顆星鏈衛星,比之前架構下設想的SpaceX少了一顆。
在上周五提交給FCC的文件中,SpaceX表示,較低海拔將使衛星更接近星鏈互聯網的消費者,并允許該網絡“為沒有服務和服務不足的美國人提供低延遲寬帶,與以前僅在城市地區提供的服務相當”。SpaceX表示,這一變化還將改善為極地地區的美國用戶提供的服務,并允許更快地部署網絡。
在較低軌道上飛行的星鏈衛星將有助于確保它們在發生故障情況下以更短的時間重新進入大氣層。這些衛星將以更低的功率水平廣播信號,因為它們離地球更近。SpaceX表示,這將使星鏈衛星能夠遵守限制,以減少對其他衛星和地面無線網絡的無線電干擾。
上周申請修改SpaceX的FCC許可證是對星鏈互聯網架構進行的最新調整。在去年首次發射60顆星鏈衛星之前,SpaceX獲得了FCC的批準,將首批1584顆衛星的位置從1150公里降至550公里高度。去年12月,FCC批準了SpaceX的一項請求,要求重新配置星鏈衛星在不同軌道平面的分布。SpaceX表示,這一請求的目的是在不需要更多衛星的情況下,在全美更快地擴大星鏈互聯網的覆蓋范圍。
在較低的高度,星鏈衛星將在太空交通較為繁忙的地區飛行。SpaceX表示,其星鏈衛星可以進行機動,以避免與軌道上的其他物體相撞,并且它還發布了星鏈衛星的軌道數據,這樣其他運營商也可以進行規避機動。
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