星链升级,二代星链卫星的首次发射将在周二进行
2月27日,载人龙飞船Crew-6任务的发射被终止,不过,按照spaceX公布的发射计划,将在28日进行另外两次星链卫星发射,其中一次就是二代星链卫星的首次发射任务——星链-6.1。
Crew-6任务的发射被终止
按照计划,2月28日,马斯克要在不到一小时内进行两次火箭发射。第一发在北京时间2:27,这就是星链-6.1任务,后一发在3:31,是星链-2.7 任务。星链-6.1任务在西海岸范登堡空军基地的发射场,星链-2.7 任务在东海岸的卡纳维拉尔角LC-40发射台。星链-6.1这次任务只有21个载荷,一般星链卫星发射,猎鹰9号火箭最多曾经发射57颗卫星。不过到了星链V2版,哪怕是针对猎鹰9号改进的V2 mini版,一枚火箭也只能带21颗卫星了。
因为二代星链卫星明显变大了。
猎鹰9号整流罩内的21颗星链V2 mini卫星
星链V0.9,V1.0和V1.5卫星在整流罩内的场景
SpaceX已经得到了美国联邦通讯委员会(FCC)对二代星链的授权,在近地轨道,发射7500颗卫星组成一个星座,当然了,马斯克计划下的二代星链卫星星座总是29998颗卫星。与之对比,目前发射的星链1代星座的授权卫星总数是4408颗。不过在二代星链的授权轨道上,spaceX目前已经开始发射星链V1.5卫星去填空了。当然在将来,填入星链2代卫星轨道上的星链V1.5卫星,最终还是要被2代卫星所取代。不过既然目前星链二代卫星的生产和发射数量还上不来,用V1.5星链卫星去占据轨道,开始进行服务,是一个次优解。毕竟轨道资源有限。
星链-5.2任务发射,这就是发射星链V1.5卫星到V2的轨道上
星链2代卫星,已经多次被人在博卡奇卡星舰工厂的厂房内拍到,毕竟星舰一开始的测试发射成功率不会太高,进行商业载荷的发射并不合适,发射spaceX公司自己的星链卫星是最稳妥了。星链二代卫星的升级是巨大的,首先是外观上就大了很多,每个二代星链卫星有两个20米长的太阳能电池板,而星链V1.5只有一个8.1米长的太阳能电池板。星链V2的重量据推测,可能会达到2吨,这种体积和重量的卫星,也只能由星舰火箭来发射了。不过既然星舰首发还没有进行,spaceX就用猎鹰9号来发射星链V2 mini版,也算是一种权宜之计吧。
在星舰工厂拍到的星链V2卫星
按照spaceX公布的数据,用猎鹰9号发射星链V2 mini卫星,每次只能发射21颗,总重量为17.5吨。因此每颗卫星的重量在830公斤左右。远低于星链V2卫星的重量。虽然是缩水版,星链V2 mini还是使用了更先进的技术,它的相控阵通讯天线功率更大,波段改为E波段。因此它的通讯容量是目前星链卫星的4倍。如果这样计算的话,猎鹰9号火箭虽然一次只能发射21颗星链V2 mini卫星,但是这些卫星的总通讯容量,比发射57颗星链V1.5卫星要大50%左右,其实还是很划算的。
但是卫星大了,如果用猎鹰9号火箭来发射,想把7500颗卫星都发射完毕,那是遥遥无期的。将来完成组网发射,还得靠星舰。
星舰表面的舱门,用来发射星链V2卫星
星舰表面的舱门,用来发射星链V2卫星
卫星大了,动力系统肯定也要进行改进和升级。星链V2 mini卫星使用的是氩气燃料的霍尔推进器,也就是所谓的电推。霍尔推进器的基本原理就是,把卫星携带的惰性气体(多数为氙气或者氪气)电离,然后用磁场约束和电场加速,让它高速喷出,形成推力。星链V1.0和V1.5都是用的氪气做燃料,因为氙气太贵了。后者是前者价格的六倍以上。而转向氩气以后,成本节约更明显,因为氩气价格是氪气的百分之一。据粗略估算,4000颗星链V1卫星的氪气电推燃料,要花费spaceX将近5000万美元。而星链V2卫星虽然携带的氩气更多,但是30000颗星链V2卫星的燃料花费,基本上跟4000颗星链一代卫星差不多。
霍尔推进器
同时,星链V2卫星的电推发动机,推力比一代星链卫星要大2.4倍,比冲大了1.5倍。这里说说比冲这个概念。比冲的计量单位是秒,它其实就是衡量火箭产生推力时候消耗燃料多少。比冲可以大概理解为,火箭发动机产生9.8牛的推力,一公斤燃料能燃烧多少秒。液氢液氧发动机的比冲最大,也就是顶多做到460多秒,到不了470秒 。而霍尔推进器的比冲,基本上都是1200秒以上,做到2000秒以上也属于正常。可以看出来,使用霍尔推进器的卫星,可以携带很少的燃料,使用太阳能提供的电能,长期在轨运行。
技术创新,才是节约成本的最终解决方案。
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