ULA打出造价10亿美元导弹预警卫星，天价军星背后还有天价星座

　　当SpaceX干净利落打完今年第15发之后的第4天，美国联合发射联盟才慢吞吞地飞出今年第二发。好在任务价值极高、有效载荷惊为天价，才算为ULA挣回些许颜面。
　　这颗号称全球最尖端最先进的导弹防御卫星SBIRS GEO 5，身价10亿美元，由ULA王牌火箭阿特拉斯V型发射部署，为美国太空军新添一双锐利鹰眼。
　　●发射过程
　　但凡价值极高或者天价载荷的发射任务往往难逃拖延症，尤其发射商还是ULA，更是在所难免。原本这次发射初定今年4月份，结果延期一个月。直到瞄准5月17日看似动真格的，却在发射前1个半小时准备加注液态氧之际，冷却系统出现阀门故障，导致发射尝试擦洗，被迫推迟24小时。
　　不过，最终还是一飞冲天，今天顺利部署。ULA动用第8枚阿特拉斯V 421型火箭，锁定美东时间5月18日午后13:37（北京时间5月19日1:37），位于佛州卡角SLC-41发射升空。
　　此次发射采用ULA旗下王牌火箭——阿特拉斯V型的较强版本421型配置。所谓421配置表示：4米直径整流罩；2个固体燃料助推器；1台半人马座发动机（上面级引擎）。自2007年首飞以来，这是该款型火箭第8次飞行，全部发射成功。
　　具体来看发射过程——
　　阿特拉斯V 421型第一级火箭：核心级（Atlas CCB配备俄罗斯制RD-180发动机）捆绑2个固体燃料助推器（AJ-60A），总共产生大约6700千牛推力（相当于683吨力），起飞一分半钟增加到超过7100千牛推力（相当于724吨力）。飞行47秒后，火箭突破音障，速度超过1马赫，通过Max-Q最大空气动力压力。
　　T+2分9秒，两枚AJ-60A固体燃料助推器自动分离丢弃，之后坠入大西洋。第一级火箭核心级继续燃烧推进，直到T+4分10秒，俄制发动机RD-180关闭，随即六秒后，一二级分离。
　　半人马座上面级滑行10秒后，启动单台RL10C-1-1 发动机，这是半人马座首次使用该款发动机，持续燃烧10.5分钟。这款由洛克达因制造的RL10C-1-1，属于RL10升级版氢氧发动机，采用3D打印技术更容易制造，性能更优化。喷嘴比之前RL10更大，且提升1000磅推力。
　　当火箭冲破大气层最厚部分后，为军星提供保护的整流罩在T+4分34秒分离抛弃。这时候大气足够稀薄，卫星可以安全暴露。
　　当升空15分06秒时，半人马座单台发动机RL10C-1-1关闭，进入初始停车轨道。随即，两颗搭顺风车的太空军技术演示卫星EZ-3和EZ-4顺利部署。这两颗立方体卫星也被称为TDO-3、TDO-4（跟2019年、2020年先后部署的TDO-1、TDO-2类似），主要用于轨道碎片跟踪和空间领域意识能力演示，每颗尺寸仅有20x20x34厘米。
　　接下来是15分钟的滑行阶段。T+31分06秒半人马座发动机二次点火，燃烧3分21秒后再次关闭，半人马座利用制导计算机准确插入一个特定规划的地球同步转移轨道：925.2 x 35753.2公里，赤道倾角21.14度，低于发射初始阶段28.5度倾角。
　　T+42分46秒，顺利部署主星SBIRS GEO-5。从这个GTO轨道出发，这颗天价军星使用机载推进器在数小时后抵达最终轨道：35753公里×21.14度的圆形地球同步轨道。因为卫星绕地球运行周期与地球自转同步，从而让机载红外预警传感器可以持续监视地球某些敏感区域。
　　作为主星制造商，洛克希德·马丁随后移交控制权，交给位于美国科罗拉多州巴克利空军基地的美国太空军第460航天联队持续性红外空间作战感知中心，该中心指挥操作整个天基红外导弹防御系统。
　　●天价军星
　　这次发射任务主星：SBIRS GEO 5，全称 the fifth Space Based Infrared System Geosynchronous Earth Orbit (SBIRS GEO Flight 5)，即天基红外系统第5颗地球同步轨道卫星，号称全球最尖端最先进的导弹预警与防御卫星。
　　地球同步轨道Geosynchronous orbit，缩写为GEO；地球静止轨道Geostationary orbit，缩写为GSO。地球静止轨道GSO是地球同步轨道GEO一个特例，二者区别在于：地球同步轨道卫星每天在同一时间通过地球上空同一个点，而地球静止轨道卫星一直固定在特定位置不动。
　　该卫星总质量4.85吨，设计寿命12年，由军火巨头洛克希德·马丁制造，采用最先进「战斗巴士」LM 2100平台 （LM 2100 combat bus） 制造，耗资约10亿美元。
　　号称全球最尖端最先进的导弹预警与防御卫星的SBIRS GEO 5其工作原理是：利用卫星携带红外传感器，探测导弹在飞出大气层后发动机尾焰的红外辐射，并且配合摄像机跟踪，及时准确判断导弹飞行轨迹，从而向美国和盟国发出导弹袭击警报。按照官方说法：为美军提供导弹预警、导弹防御、技术情报侦察、作战空间特征描述。
　　据制造商洛·马报告显示，仅在2019年，SBIRS系统就监视到近千枚全球导弹发射，2020年更是超过1000枚。
　　SBIRS（天基红外系统）被美国国防部称为「导弹预警与防御的全球守护者」，最早构想于1991年海湾战争期间。当时美国军方迫切意识到导弹预警能力不足，需要一个全新系统，才能快速准确跟踪来自全球各个角落的每枚短程、远程导弹发射情报。
　　在SBIRS之前，美军导弹预警能力由诺斯罗普·格鲁曼制造的预警卫星系统国防支持计划（DSP）提供，该计划由1970年～2007年发射23颗卫星组成。
　　海湾战争之后，SBIRS开始纳入国防部计划，当时负责太空预警体系的美国空军最终选择了洛克希德·马丁建造SBIRS。
　　●天价星座
　　SBIRS分为两类，第一类SBIRS Low（也称为SBIRS HEO），由两颗高椭圆轨道卫星组成，运行在所谓的「闪电轨道」。第二类称为SBIRS High（或SBIRS GEO），最初由两颗地球同步轨道卫星组成，后扩容至6颗。第一颗SBIRS GEO卫星于2011年发射，2013年、2017年、2018年发射三颗。这次发射正是第5颗，因此称为SBIRS GEO 5。下一颗SBIRS GEO 6计划于2022年发射，ULA同样使用阿特拉斯V火箭。
　　SBIRS堪称天价星座，从最初预算40亿美元飙升至170亿美元。所以，最新这颗SBIRS GEO 5身价10亿美元，也就不足为奇了。尽管美国政府问责局（GAO）早在2013年就曾质疑，该项目存在技术不成熟、要求不明确、资金不稳定、系统复杂性被低估、监督不力等问题。
　　但整个预算并没有大幅削减，要知道，仅2021年SBIRS星座预算就高达25亿美元，相当于好奇号火星车整个任务预算。承包商洛·马只是象征性做出一些改动，对外宣称：通过简化生产、优化管理，为军方省下超过10亿美元军费。结果是小舍换来更大利益。洛·马丁正在为美国太空军建造下一代导弹预警卫星星座（空中持久红外系统OPIR），以取代现役SBIRS星座。第一颗OPIR卫星将于2025年发射。
　　洛·马利用「战斗巴士」LM 2100平台，至少拿到27颗高价卫星大单——2颗SBIRS（GEO 5、6）；3颗OPIR卫星；22颗下一代GPS导航卫星。
　　● 阿特拉斯V
　　此次发射动用的是美国联合发射联盟ULA王牌火箭——Atlas V rocket 阿特拉斯V型火箭（也称为擎天神五号火箭、宇宙神五号火箭），最早由洛克希德·马丁公司研制，后来并入ULA联合发射联盟。
　　火箭高度超过58米，直径3.81米，采用两级模式：第一级通用核心推进器+第二级半人马座（上面级）。
　　阿特拉斯V运力跨越中型/重型运载火箭，近地轨道运力8～20吨，地球同步转移轨道运力4.7～8.9吨。全球现役火箭排名第8位。运力堪比：长征五号、猎鹰9号、阿丽亚娜5号、德尔塔IV型、H-IIB、质子号M、安加拉A5火箭等。
　　阿特拉斯V型又细分9种型号，从401～551，总计发射过87次（包括这次），发射环节100%成功 （仅在2006年6月发射美国国侦局两颗卫星时，卫星偏离预定轨道，后来进行了修正） 。因此这是ULA敢于自夸的资本之一，自称是「美国最安全可靠的发射承包商」。
　　此次发射采用的是阿特拉斯V型较强版本421型配置，421表示：4米直径整流罩；2个固体燃料助推器；1台半人马座发动机（上面级）。自2007年10月11日首飞以来，这是第8次使用，全部发射成功。
　　阿特拉斯V型目前发射价1.09亿～1.53亿美元不等。此次发射阿特拉斯V 421型发射价约为1.23亿美元，略高于SpaceX崭新重鹰火箭发射价。这还是从2010年代开始，SpaceX直接与ULA竞争政府合同的结果。在此之前，动辄一次发射就要两三亿美元。
　　即便有SpaceX低价高效的竞争利器，但还是没能撼动ULA低效、高价的霸道地位。要知道，2012年～2019年，名义上美国军方授予ULA和SpaceX总价超过120亿美元的发射合同，但其实SpaceX只是陪跑的小配角，绝大部分发射合同仍旧被ULA吞掉。这还是SpaceX不断起诉、为私营发射商争取权利的结果。
　　2020年8月，美国空军公布未来五年太空发射合同，36次发射合同总额至少50亿美元，ULA赢得60%发射份额，SpaceX获得剩下40%。发射占比从90%降至60%，这对于ULA来说，已经算是忍痛割肉了。
　　美国空军抛大单，SpaceX争得四成，ULA拿下六成
　　●发射著名航天器
　　因为安全可靠，更因为与美国军方、情报界、NASA的牢固关系，阿特拉斯V数次拿到过一大波举世闻名的航天qi4发射，比如——
　　2005年8月12日发射火星侦察轨道飞行器MRO
　　2006年1月19日发射新视野号探测器New Horizons
　　2009年6月18日发射月球勘测轨道飞行器LRO
　　2010年～2015年发射四次太空飞机X-37B
　　2010年2月11日发射太阳动力学天文台SDO
　　2011年8月5日发射朱诺号木星探测器Juno
　　2011年11月26日发射火星科学实验室MSL（好奇号火星车）
　　2012年8月30日发射范艾伦探测器 RBSP
　　2013年11月18日发射火星大气探测飞行器MAVEN
　　2015年～2017年发射三艘天鹅座货运飞船Cygnus CRS
　　2016年9月8日发射小行星探测器OSIRIS-REX
　　2018年5月5日洞察号火星探测器InSight/MarCO
　　2019年12月20日波音星际飞船无载人首飞（发射环节成功，飞船未能对接空间站）
　　2020年2月10日太阳轨道探测器Solar Orbiter
　　2018～2020年三次发射美军最尖端通讯卫星星座AEHF-4、5、6（包括美国太空军成立后首个航天器AEHF-6）
　　2020年5月17日发射太空飞机X-37B第6次飞行任务
　　2020年7月30日发射火星2020任务（毅力号火星车+机智号直升机）探火压轴戏终于重磅登场，毅力号锁定203天后登陆火星
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　　这次发射过后，对于严重依赖政府订单活着的ULA来说，开始迎来每月一发的「快节奏」，一项长期推迟的美国太空军空间测试计划（STP）目前暂定6月发射，沉寂多时的波音星际飞船第二次无载人轨道试飞（OFT-2）瞄准7月30日发射。