SpaceX一箭21星，部署星链61任务

　　原创星空神话星空神话2023022814：05发表于江苏
　　美国东部时间2023年2月27日晚6点13分，SpaceX公司自卡纳维拉尔角太空军站SLC40号工位用一枚猎鹰9型运载火箭成功发射了星链61任务的21颗二代星链网络迷你卫星（StarlinkV2Mini，也称星链迷你V2或是F92总线星链卫星）。这种全新卫星的首射，是星链项目迈向未来的重要一步。
　　在2022年12月1日，美国联邦通讯委员会（FCC）批准SpaceX公司发射其29988颗二代星链卫星中的7500颗，在此之后，SpaceX公司一方面继续发射星链版本1。5卫星（StarlinkV1。5）补充一代星链网络第一阶段星座（共需4408颗卫星），另一方面，开始按照FCC颁发的许可证向二代星链网络星座发射与星链版本1。5卫星近似的F91总线二代星链卫星。
　　在之前的发射简报中我已提到过，二代星链卫星包括三种类型，第一种是只能依靠星舰（Starship）发射的星舰总线星链卫星（也称星链V2StarlinkV2），第二种是可由猎鹰9火箭少量发射的F92总线星链卫星，第三种是发射数目与星链版本1。5相同的F91总线星链卫星。虽然按计划，二代星链网络将由星链V2一统天下，但SpaceX公司似乎已经决定，在最佳方案（星链V2）实用前，先开始布署基于成熟技术的卫星（F91总线星链卫星）更加明智，这也符合该公司一向激进的风格。
　　与此同时，SpaceX公司已向德克萨斯州星舰基地（Starbase）交付了数十颗全尺寸的星链V2卫星，有报道称这些卫星质量在1。25吨至2吨间，单颗带宽是星链版本1。5卫星的10倍，既大又重，它们只能等待星舰发射。由于星舰项目开发延误，SpaceX公司通过将星链V2的功能与可由猎鹰9火箭少量发射的特性相结合，创造了星链迷你V2，似乎在该公司看来，这种星链V2的功能减弱型号将提供一个从F91总线向星舰总线迁移过程中的过渡解决方案。
　　需要指出的是，尽管名字叫做星链迷你V2，它实际并不小，从下面这张2022年SpaceX公司提交的文件表格中可以看出，此卫星装有两部展开后面积达52。48平方米的太阳能电池板（两个加一起总面积104。96平方米）。
　　二代星链网络的星舰总线、F92总线和F91总线三种平台规格对比
　　如果从重量角度分析，目前已知今年1月26日，SpaceX公司在星链52任务中创下了该公司新的发射重量纪录，当时他们的质量系统工程经理凯特蒂斯（KateTice）称任务携带的星链卫星总重超过17。4吨，我们又知道此次61任务总共有21颗星链迷你V2，以此计算，单颗卫星重量可能在829千克，如果去除掉堆叠星链卫星的附件质量，就非常接近于上表中列出的单颗星链迷你V2卫星800千克的重量值。
　　接下来，我们看一看星链迷你V2集成了哪些新功能：
　　1、星链迷你V2将更强大的相控阵天线与E波段信号隧道相结合，提供更多带宽与更高的可靠性，单颗卫星容量是早期星链卫星迭代产品的4倍，由此推算，与当前星链版本1。5卫星相较，它可以从卫星每单位质量中增加更多网络容量。所以，虽然猎鹰9火箭单次发射星链迷你V2的数目仅是早期星链任务的三分之一，但21颗星链迷你V2提供的带宽反而更高了。此外，为了维持计划的覆盖范围，猎鹰9火箭的发射次数可能需扩大三倍，但星链迷你V2在覆盖区域内可以向更多客户提供更强大的报务。
　　2、人类航天器上第一种实用型氩工质霍尔效应推进器。之前的霍尔推进器常用氙工质，成本高，每千克大约要3000美元至1万美元。SpaceX公司为星链版本1。0卫星（StarlinkV1。0）和星链版本1。5卫星研制了氪工质霍尔效应推进器，氪成本比氙低一些，每千克大约500美元至1500美元，SpaceX公司发射了近4000颗采用该技术的卫星，节省下一笔巨款。氩的成本更低，99。999高纯氩每千克不过5美元至17美元，相比之下几乎就是白菜价。SpaceX公司称新的氩工质霍尔效应推进器推力150毫牛，比冲2500秒，总效率50，功率4。2千瓦，质量2。1千克，中置阴极，其中推力与比冲分别是之前该公司氪工质霍尔效应推进器的2。4倍与1。5倍。
　　发射流程
　　倒计时35分钟，猎鹰9火箭两级开始加注过冷RP1燃料（是一种精炼煤油），并向火箭一级加注超冷液氧。
　　倒计时20分钟，二级RP1燃料加注完成，运输起竖装置（TE）连接管线出现一次喷发，在向火箭二级加注液氧前，按流程吹扫TE管线。
　　倒计时16分钟，火箭二级开始加注液氧。
　　倒计时7分钟，猎鹰9火箭一级9部灰背隼1D（Merlin1D）发动机进入冷却程序，少量液氧流过氧化剂涡轮泵，否则一旦发动机启动时全流量超冷液氧流过，会突然蒸发，引起的热冲击可能导致发动机出现涡轮泵内气蚀与叶轮开裂。
　　倒计时3分钟，火箭一级液氧加注完成，倒计时2分钟，火箭二级液氧加注完成。
　　倒计时1分钟，发射进入启动状态，此时火箭控制权转交箭载计算机掌握。
　　倒计时3秒，箭载计算机发出点火指令，一级9台灰背隼1D发动机启动，经快速自检，当倒计时为0，猎鹰9发出释放指令，打开底部液压夹具，让火箭升空。
　　火箭升空后，在夕阳下向东南方向飞去，一级工作约2分半钟后与二级分离。分离后的火箭一级经过进入燃烧与降落燃烧阶段的两次发动机点火（第一次使用三部灰背隼发动机，第二次仅使用正中间的E9号发动机），降落在距发射场636千米处大西洋洋面的SpaceX公司自主空港无人驳船（ASDS）缺乏庄严号（AShortfallofGravitas）上。
　　分离后的火箭二级启动单台真空优化型灰背隼1D发动机，继续按预定轨迹飞行，10秒后，火箭整流罩分离，它们依靠反应控制系统（RCS）推进器再入大气层，张开翼伞降落在海中，由道格号（Doug）多用途船负责回收。火箭二级发动机工作六分钟后，将卫星送入一条初始停泊轨道，然后关机。
　　火箭二级之后进入一个46分钟的滑行段，到达轨道远地点，接着二次启动发动机圆化轨道。再经过一次滑行，将21颗星链迷你V2送入365千米X373千米X43度倾角的预定低地球轨道，分离后的卫星经在轨检测后将升入530千米高，倾角43度的二代星链星座第五轨道层投入运营，SpaceX公司显然正向该层混合部署不同类型的星链卫星。释放卫星后的火箭二级进行脱轨点火，在西印度洋上空再入地球大气层。
　　SpaceX公司下一次任务是计划在2月28日发射星链27任务的51颗星链版本1。5卫星，但是该任务在优先级上可能会受美国国家航空航天局（NASA）商业载人龙飞船乘员组6任务（Crew6）的影响。