SpaceX星鏈計劃快速發展,未來可期

2020-12-21 天文在線

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SpaceX的火箭成功發射後,將搭建由超過400顆衛星組成的星鏈。

在這張長曝光照片中, 獵鷹9號火箭衝入了卡納維拉爾角上方的天空(圖源:SpaceX)

為了減少衛星對陸基天文學的影響,SpaceX的工程師們努力研發的新型遮光罩即將登場。而與此同時,就在前些日子,SpaceX又有60顆衛星加入了向全世界發射寬頻信號的星鏈計劃大軍。

前些日子,由9個灰背隼(Merlin)主發動機提供的1.7百萬噸推力將獵鷹9號送上了藍天。此次發射地點位於弗羅裡達州NASA甘迺迪航天中心的39A發射臺。

獵鷹9號的運載火箭高達229英尺(70米),傾斜在佛羅裡達太空海岸東北方向的軌道上,在進入軌道的途中穿過了一層薄薄的高空雲層。

升空兩分半鐘後,獵鷹9號的一級助推器關閉並分離,開始受控下降回到大氣層內。數秒鐘內火箭的單發動機上級被點燃。在任務開始三分鐘後,獵鷹9號釋放了它的翻蓋式負荷整流罩。可回收的一級助推器此時完成了它的第四次使命,精準著陸於南卡羅來納州附近大西洋海面上的SpaceX無人船。從上次飛行任務回收的分體整流罩也落入大氣層,將由兩艘部署於大西洋的宇航器回收艦尋回。

這是自2010年以來由SpaceX獵鷹9號火箭進行的第84次發射,這使得「獵鷹9號」成為目前運行最頻繁的美國軌道級運載火箭。

獵鷹9號火箭在大約發射15分鐘後釋放了上層固定星鏈的固定杆,火箭攝像機拍攝的視頻顯示,60顆平板衛星(每顆質量約0.25噸)正從北大西洋上空列隊進入太空。預計每顆衛星都將通過一個激活序列展開其太陽能電池板機翼,在隨後的幾周或幾個月時間內,太空飛行器中的氪離子推進器會將衛星從初步的橢圓轉運軌道推送至運營軌道,大約經度為341英裡(550公裡)。

這次成功發射標誌著自2010年6月以來獵鷹9號的第84次飛行,使其成為現役美國軌道級發射器中飛行次數最多的一個,超過了其競爭對手聯合發射同盟(United Launch Alliance)製造的宇宙神五號(Atlas 5)運載火箭的83次飛行任務。這次發射是獵鷹9號本年的第七次任務,也是自3月18日其的九個增壓發動機提前報損後的首次行動。它能在發動機故障後恢復,並仍能將60個星鏈衛星的荷置送入預定軌道。

SpaceX的創始人兼CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)表示,上次引擎故障是由少量異丙醇(清潔液)被困在『傳感器死角』,或其他其無法通過的區域所致。 異丙醇在飛行中被點燃,導致發動機停止運作。SpaceX工程師勞倫·裡昂斯(Lauren Lyons)主持了火箭發射的網絡直播,表示本次發射地表工作人員執行了特定的火箭清潔程序,而上次有所疏忽。

Space x在一次由「獵鷹9號」火箭成功發射了SpaceX的60顆星鏈衛星已部署在軌道上,space x用於寬帶網際網路項目衛星因此超過了400顆

在發射後,SpaceX已發射422顆星鏈衛星,包括2顆正在脫離軌道的原型衛星。自從去年5月,SpaceX已發射420顆星鏈衛星。根據美軍公開的跟蹤數據顯示,其中3個轉播衛星已不在軌道。

SpaceX下一次星鏈發射可能最快於5月上旬在卡納維拉爾角進行,由另一個「獵鷹9號」火箭執行。

緊接著,SpaceX計劃於5月27日實施載人發射,開始由其公司的載人龍飛船到國際空間站的試飛

SpaceX試圖修改商業許可證

SpaceX獲得了美國聯邦通信委員會的許可,最終將部署一組多達12000個的小型星鏈衛星寬帶站。

高級官員稱,需要24次發射才能提供星鏈的全球寬帶服務。但該公司可以為地球的部分地區提供臨時服務——例如在加拿大和美國北部——在今年晚些時候,SpaceX的「獵鷹9號」經過12次發射將大約720顆衛星送上天后。

SpaceX已經多次修改了星鏈網絡結構。SpaceX在向FCC提交了一份申請,提議在較低軌道運行更多的衛星,超出FCC此前的授權。

星鏈網絡的第一階段包括1584顆衛星,以相對赤道傾斜53度的平面在距地球341英裡的軌道上運行,預計在今年年底發射,這部分在space x的申請中未變。

此前,SpaceX已獲得FCC的批准,允許其在更高軌道(海拔高度在690 英裡(1,110 千米) 至 823 英裡 (1,325千米),相對赤道傾斜 53.8度, 70度, 74 度和81 度的平面)上運行另外2825顆衛星。

藝術家筆下SpaceX的星鏈網絡中衛星分布情況。圖源SpaceX

space x提交給FCC的修正方案預測,Ku—波段和Ka—波段衛星將進入星鏈網絡的下一階段,飛行高度在335英裡(540公裡)至354英裡(570公裡)之間,傾角為53.2度,70度和97.6度,

該應用涵蓋了4408顆星鏈衛星,比SpaceX在先前架構下設想的少了一顆。

在上周五提交給聯邦通信委員會的文件中,space x表示,較低的軌道高度使衛星更接近用戶,並允許網絡為服務系統低下,之前只能在市區享用相同服務的美國人提供低延遲寬帶。」

SpaceX表示這一變化還將改善美國政府在極地地區用戶的星鏈服務,並允許網絡更快的部署。在較低軌道飛行的星鏈衛星,有助於確保他們在發生故障時,更短時間內重新進入大氣層。太空飛船將以較低的功率水平發射信號,因為它們離地球更近,SpaceX表示這將要求星際艦隊必須符合限制條件,以減少與其他衛星和地面無線網絡的無線電幹擾。

上周space x申請修改FCC牌照,這是星鏈架構一系列中調整的最新一項,在去年首發60個星鏈衛星之前,SpaceX獲得了FCC的批准,可以將該艦隊首批1584顆衛星的位置從714英裡(1150公裡)移動到341英裡(550公裡)。

去年12月,FCC批准了SpaceX在不同軌道平面上的衛星重新部署的一項請求,SpaceX表示,這一請求旨在更快的擴大美國各地的星鏈覆蓋範圍,而不需更多的衛星。

4月13日,國際空間站的一名太空人觀測到星鏈衛星的蹤跡。

為了降低太空飛行器的反射率, 1月6日發射的60個星鏈衛星 (Starlink satellites)中的一個被設計為帶有新的深色塗層。SpaceX 上個月表示了,最初數據顯示了衛星亮度的顯著減少,並稱之為「DarkSat」.

Seitzer 稱,「他們在DarkSat上達到的暗化大約為一個因素的兩個半淡化,也約為天文單位的一級,並且這個在極好的條件下是肉眼可觀」。 他比喻這個就像是一個人站在遠離城市光線的山頂上,此時這個人的視野是極好的。Kahn贊同增加深色的塗層是天文學家朝正確方向邁出的一步。

SpaceX 在周五的FCC(美國聯邦通信委員會)的文件中表示,「除了這項暗化測試, SpaceX 在未來幾個月將計劃測試新的緩解方案」。此外還表示,「SpaceX 會公布衛星跟蹤的信息,以此天文學家可以協調自身的觀測和這些衛星的信息」。

SpaceX 正在研究一個變化是通過在星鏈衛星上增加一個可以像雨傘一樣展開的遮陽傘或者遮陽板來減少落在太空飛行器光線。Musk在周三的推特上說,SpaceX正在採取「關鍵的步驟來減少衛星的亮度」。同時寫到當這些衛星在發射後不久的低度飛行期間「不應該那麼引人注意」。他聲稱,SpaceX正在調整每一個衛星太陽板的角度,並且在艦隊第九次發射時,所有的星鏈衛星都會配有遮陽板。預計未來幾個月會進行發射。

除了周五修改的FCC許可申請中的4400顆 Ku頻段和Ka頻段衛星,SpaceX 還計劃發射7500顆 V頻段數據中繼站到大約214英裡(345.6公裡)的高空軌道上。V頻段網絡的運營已經被FCC(美國聯邦通信委員會)批准。

作者:spaceflightnow

FY:Astronomical volunteer team

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