【旋火】2020年10月世界航天发射解说

这篇文章来自旋火的投稿,是同名视频内容的文字版。
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目录

  1. 统计
  2. Cygnus NG-14
  3. Starlink v1.0 L12
  4. 高分十三号
  5. Soyuz MS-17
  6. Starlink v1.0 L13
  7. Starlink v1.0 L14
  8. Glonass-K 15
  9. 遥感30号07组3星
  10. In Focus
  11. 发射预告
    12.1 NROL-101
    12.2 谷神星一号
    12.3 NewSat 09-18
    12.4 GPS III SV04
    12.5 EOS-01
    12.6 VV17
    12.7 电子火箭第16次发射
    12.8 Crew 1
    12.9 NROL-108
    12.10 嫦娥五号
    12.11 光数据中继卫星
    12.12 其他任务

大家好,我是旋火。这里是2020年10月份的世界航天发射记录解说版。

惯例,先感谢一下以下于2020年10月份进行赞助的大佬,他们分别是:F-I-S-A,ASPT-航天科普小组,匿名用户,大不了3000,灵狐道士,死沙_DX1712M,fornuke,美國总统—奥巴马,StarlightSpark,TMIANDTLI,方木普,航天科技集团厕所所长,-Launcelot-,纳纳与筱筱。

这里说明一下,匿名用户是给我打钱但没有标注昵称的,因为不好意思加好友问,所以在这里留个位置,表示我确实收到了赞助。

统计

我们先来看看本月的发射次数统计。2020年10月总共进行了9次航天发射,全部成功,从总数上来讲接近9月份的。每个国家或地区的航天发射情况如下。俄罗斯发射了2次,美国5次,中国2次。

再看看年度发射次数统计。2020年共进行航天发射85次,其中失败8次。每个国家或地区的航天发射情况如下。以色列1次,伊朗2次失败了1次,俄罗斯12次,日本3次,美国32次失败了3次,欧洲4次,中国31次失败了4次。

除去失败次数,根据每月成功发射次数绘制的折线图可看出,这个月美国的发射次数再度领先,尽管这个月美国发射也经历了多次推迟,比如天鹅座NG-14任务推迟了一次,GPS III SV04任务因火箭发动机涡轮泵问题推迟到了11月,Starlink L12任务发生了至少三次推迟等等。由于发射推迟一个接一个,由此产生了ScrubtoberScrubtember,也就是取消10月和取消9月的说法。

Cygnus NG-14

接下来谈谈本月的第一个发射,有效载荷是天鹅座NG-14。其中NG是指,其制造商诺斯罗普格鲁曼的缩写。时间是UTC 2020年10月3日1点16分14秒,发射场是中大西洋区太空空港发射台0A,运载火箭是安塔瑞斯230+。

天鹅座飞船是诺格方面参与商业补给服务合同所提供的货运飞船,那么很自然,这次发射的载荷的目标轨道就是国际空间站近地轨道,而客户是NASA。此次发射中,载荷总质量为7.919吨,其中天鹅座飞船携带的货物质量为3.551吨,其中包括了NASA ELaNa计划中的3颗纳卫星ELaNa意为教育类纳卫星发射,是NASA与美国国内高校合作进行的一个科研类纳卫星研制计划。关于天鹅座携带的其他货物,可以参考阿尔忒弥斯翻译的视频

那么再简单来说说火箭。安塔瑞斯火箭目前只发射过天鹅座飞船,可以理解成这是为发射天鹅座飞船而研制的火箭。在该火箭演化至230+这个版本以后,其一级使用的是两台俄罗斯RD-191发动机的外贸版,RD-181,注意RD-181和RD-180没有直接关系,但其推力差不多是RD-180的一半。而二级使用的是诺格自家的固体火箭Castor 30XL。某种程度上,由于对高轨发射性能要求不高,没有使用氢氧上面级等较为昂贵的组件,在近地轨道运力和宇宙神五基本款,也就是无助推构型401或501相近的情况下,安塔瑞斯火箭的发射费用大概是其八成左右。

接下来看看发射过程,当然诺格的直播设备就没有SpaceX那边那么稳了。但值得一提的是其UI界面,虽然土,但是给出的数据比SpaceX的多一些。在发射后3分22秒,也就是T+3分22秒,一二级分离,此时一级已经把载荷加速到4.15km/s,事实上这个速度已经超过了所有猎鹰9号发射中其一级的分离速度了。相比于猎鹰9号,这枚火箭的设计还是更接近于宇宙神五。

之后,二级火箭发动机并不急于开机,而是首先在T+3分54秒分离整流罩。然后于5秒后分离级间段,可以看出这枚上面级的直径也是短于火箭箭体直径的,以至于可以完全装在级间段内。

在分离完全后,二级火箭于T+4分6秒点火,直至T+6分54秒固体火箭燃尽,载荷入轨,之后于T+9分左右分离天鹅座飞船。最后就是诺格直播的传统节目,在发射任务结束后模拟动画的异常事件。

本月的第二个发射,就是因故推迟了至少三次的宽带通信卫星Starlink的发射。这次是第13批星链卫星发射,也是v1.0版星链的第12次发射,即Starlink v1.0 L12。时间是UTC 2020年10月6日11点29分34秒,发射场是肯尼迪LC-39A,运载火箭是猎鹰9号Block 5,具体到这枚一级火箭是B1058.3,其中B1058是芯级代号,而点3代表这是回收翻新后的第三次发射。这次发射仍然是一次常规的60颗星链卫星发射,而没有其他拼车卫星,所以有效载荷质量为15.6吨。

接下来看看发射过程,由于发射发生在当地时间早上6点,所以可以看出背景是一片被朝霞染红的彩云,天空也不是白天所见的深蓝色。

起飞时巨大的噪音赶跑了一堆鸟。快进一下,在T+1分15秒,火箭进入最大气动压力状态。之后,随着空气逐渐稀薄,尾焰逐渐膨胀。直到接近真空时,由于缺少与环境空气的反应,尾焰的颜色也逐渐变淡,最终只能看出尾气的痕迹。

在T+2分35秒,一级发动机关机,尾气的痕迹消失。很快,一二级分离,一级内部的机械作动器推离二级箭体,接着,二级发动机点火。

后续就是老生常谈了,一级火箭使用冷气RCS调姿,展开栅格翼,准备进入大气层。

另一方面,在T+3分25秒,二级上的整流罩分离,载荷暴露在真空中。

在T+6分25秒,一级火箭再入点火开始,这次点火是为了使得自身速度下降到再入热不至于烧坏火箭箭体结构的程度。这次点火,是先点燃中央发动机,再点燃两侧的发动机,关机的时候则是先关闭两侧发动机,再关闭中央发动机。那么火焰的形状,也是从一开始的圆形,变化为矩形或者说椭圆形。在T+6分44秒,再入点火结束。

在T+8分4秒,一级火箭着陆点火开始,直至8分26秒,着陆于无人海上回收船OCISLY(Of Course I Still Love You)上。

在T+8分54秒,二级发动机第一次关机,二级进入到停泊轨道,准备到远地点再次点火以圆化轨道。二级发动机关机后,其喷管上用于辐射散热的材质也逐渐冷却,光亮也逐渐减小至消失。

似乎是为了使星链卫星轨道更高,更快服役,最近几次星链任务都采用了传统的二级点火两次的发射程序,而非之前曾采用过的,目标轨道更为椭圆的二级点火一次的发射程序。

在T+42分34秒,二级发动机二次点火,不过时间非常短。完成点火之后,载荷进入目标轨道。之后还切换到JRTI(Just Read The Instructions)上的机位,可以看到JRTI离刚回收完火箭的OCISLY非常近。JRTI和OCISLY的同时部署,一般意味着可能短期之内会有多发猎鹰9号进行发射并海上回收,不过因为GPS III SV04卫星发射任务的推迟,10月上旬同时用到两个回收平台的机会就消失了。之后切换到了整流罩回收船的画面,可见半个整流罩在网上回收成功,不过另外半个溅落到海中并进行了打捞回收。

之后是第二次滑行段,在分离前,通过远处地平线位置的太阳光可以判断出二级正在自旋,这是为星链卫星制造出适合分离时的动量。在T+1小时1分37秒,卫星分离,任务完成。根据TSKelso整理的数据,卫星被送入到远地点276km,近地点261km,倾角52.99°的近地轨道。

不过如同这次发射屡次受到推迟一样倒霉的是,这枚二级火箭并未成功进行降轨点火,理论上,这枚二级火箭是有燃料余量进行降轨点火的,但因为各种情况并未进行,最终于10月30日于我国内蒙古上空被动再入。目前好像还没看到哪里有说捡到残骸的新闻,可能是因为猎鹰9号二级干质量较小,只有5吨左右,而残骸不多。

高分十三号

本月的第三个发射,有效载荷是高分十三号。时间是北京时间2020年10月12日0点57分4秒250毫秒,发射场是西昌卫星发射中心2号工位,运载火箭是长征三号乙遥63。这是一枚地球同步轨道光学遥感卫星,虽然地球同步轨道距离地球非常遥远,会降低遥感卫星的分辨率,但是优点是可以定点在赤道某一位置上空,且能长期同时观测一大片区域,而不用像近地太阳同步轨道卫星那样,因为离地较近,轨道周期较短,同时观测的区域较少而时间有限。

根据TSKelso整理的数据,卫星被送入到远地点35836km,近地点183km,倾角28.53°的地球同步转移轨道。

Soyuz MS-17

本月的第四个发射,有效载荷是联盟MS-17载人飞船。时间是UTC 2020年10月14日5点45分4秒,发射场是拜科努尔31/6号工位,运载火箭是联盟2.1a,有效载荷质量未有说明,根据MS-16任务的7.28吨,估计MS-17应该也和这接近。既然是与国际空间站对接的载人发射,那么其目标轨道自然是国际空间站近地轨道。

这会是目前为止最后一次,NASA有偿使用联盟飞船,运送其宇航员至国际空间站的情况。随着商业载人计划的逐渐成熟,以后NASA的宇航员将使用载人龙飞船和星际客机前往国际空间站。当然,即使一切顺利,NASA仍有可能和俄罗斯航天局签署新的协议,进行宇航员交换搭乘飞船的活动,使得美国宇航员仍有机会搭载联盟飞船进入国际空间站。

这次发射搭乘的俄罗斯宇航员为谢尔盖·库德-斯维奇科夫,谢尔盖·尼古拉耶维奇·雷日科夫,美国宇航员为凯瑟琳·鲁宾斯。

接下来看看发射过程。联盟火箭是先点火所有发动机至5%推力,再提高助推器至70%推力,然后提高芯级推力至70%,助推器推力至100%,并释放固定装置,然后火箭起飞。

这次一样有箭上摄像头画面,现在这里的视角是在三级火箭外壁上。同样地,随着大气逐渐稀薄,火箭的尾焰逐渐膨胀,同时尾焰的颜色逐渐暗淡。

在T+1分53秒,逃逸塔分离,很快,助推器分离,当然,按照俄罗斯人的标准是一级火箭分离。分离时,因为震动比较大,信号被干扰到,画面出现卡顿。分离后,就看到了我们所熟知的科罗廖夫十字。

在T+2分34秒,整流罩分离,根据遥测数据,此时高度仅有66km,可以说,在载人配置下的联盟2.1a火箭的整流罩分离时间,算是相当早了。整流罩分离以后,服务舱外壁的摄像头就可以看到太空了。

在T+4分48秒,二三级分离,画面一样卡顿了一下。紧接着是原本用来连接二级和三级的级间段分离。

在T+8分44秒,船箭分离,当然这一段画面卡顿的时间最长,之后工作人员可能忘记切镜头了,结果画面好像还停留在三级上面,不过似乎此时三级上的摄像头已经脱离了三级,画面里并没有看见三级,只有壮丽的地球剪影。之后,工作人员把画面切换到联盟飞船的服务舱外壁,可以看到太阳能帆板已经成功展开,任务进展非常顺利。

在这之后,MS-17飞船将与国际空间站进行快速交会对接,这也是联盟飞船第一次尝试和国际空间站实施3小时快速对接,以前最快也要6小时。注意,这种交会对接不仅要求联盟火箭有高精度的飞控能力,还要求空间站对轨道进行一定的调整以扩大对接窗口。通过对老型号使用模拟飞控的联盟FG型火箭升级到数字飞控的联盟2.1a火箭,实现了前者的要求,而后者则是在载人飞船发射前几周,通过进步飞船对空间站的机动点火来实现的。如果欧美飞船也做到类似程度的快速对接,可能需要研发欧美飞船对国际空间站的机动能力。这方面可以参考葱酱翻译的Scott Manley的视频

本月的第五个发射,又是星链发射,这次是Starlink v1.0 L13。时间是UTC 2020年10月18日12点25分57秒,发射场是肯尼迪LC-39A,运载火箭是猎鹰9号Block 5,芯一级是B1051.6。同样,这次有效载荷也是60颗星链卫星,那么总质量就是15.6吨。

接下来看看发射过程。虽然工作人员试图降低摄像头曝光,然而还是没能避免过曝,没能捕捉到尾焰纹理。

在T+1分15秒,火箭进入最大气动压力状态。

在T+2分35秒,一级发动机关机。很快,一二级分离,二级发动机点火。

在T+3分26秒,二级上的整流罩分离,载荷暴露在真空中。

在T+6分24秒,一级火箭再入点火开始。在T+6分43秒,再入点火结束。

在T+8分4秒,一级火箭着陆点火开始,直至8分24秒,着陆于无人海上回收船OCISLY(Of Course I Still Love You)上。

在T+8分56秒,二级发动机第一次关机,二级进入到停泊轨道,准备到远地点再次点火以圆化轨道。

在T+38分14秒,直播画面切换到整流罩回收船,只见整流罩砸穿了回收网,掉到船体上,看来SpaceX以后需要注意回收网的强度。如果这段视频是实时的,正好验证了整流罩回收速度更慢的说法。因为整流罩再入的时候,投影面积较大而质量较小,阻力较大,重力较小,终端速度更小,再加上进入低层大气以后会展开翼伞,速度就更慢了。所以整流罩的回收时间要比芯级长很多,不仅仅是因为整流罩分离速度更高,整个弹道时间更长所致。

事后得知,另半个整流罩也成功使用另一个整流罩回收船进行了回收,不过那个回收船的网没有破。

在T+44分25秒,二级发动机第二次点火,圆化轨道。

在T+1小时3分27秒,星链卫星分离,任务完成。根据TSKelso整理的数据,卫星被送入到远地点277km,近地点263km,倾角53.05°的近地轨道。

本月的第六个发射,还是星链发射,这次是Starlink v1.0 L14。时间是UTC 2020年10月24日15点31分34秒,发射场是卡角空军基地SLC-40,运载火箭是猎鹰9号Block 5,芯一级是B1060.3。同样,这次有效载荷也是60颗星链卫星,那么总质量就是15.6吨。

接下来看看发射过程。SLC-40的话就是没有LC-39A那个显著的黑色服务塔,只有一个火箭运输起竖机。

在T+1分15秒,火箭进入最大气动压力状态。

在T+2分35秒,一级发动机关机。很快,一二级分离,二级发动机点火。

在T+3分24秒,二级上的整流罩分离,载荷暴露在真空中。

在T+6分22秒,一级火箭再入点火开始。在T+6分43秒,再入点火结束。

在T+8分5秒,一级火箭着陆点火开始,不过这个摄像头没固定好。大概8分24秒,着陆于无人海上回收船JRTI(Just Read The Instructions)上。如之前所说,如果是现在这样,JRTI部署在卡角附近,那么只有当猎鹰9号发射频率,高于OCISLY周转频率的时候,才会被启用。

在T+8分56秒,二级发动机第一次关机,二级进入到停泊轨道,准备到远地点再次点火以圆化轨道。

另外由于此次发射并未计划进行整流罩网上回收,所以只使用了一艘回收船在整流罩溅落后进行了打捞回收。

在T+44分36秒,二级发动机第二次点火,圆化轨道。

在T+1小时3分37秒,星链卫星分离,运气比较好的是,这次分离的时候所处的位置刚好经历日出,所以能在镜头中看到太阳和卫星一起出现的景象。根据TSKelso整理的数据,卫星被送入到远地点277km,近地点263km,倾角53.05°的近地轨道。

Glonass-K 15

本月第七个发射,有效载荷是格洛纳斯-K 15导航定位卫星。格洛纳斯-K系列卫星是格洛纳斯定位系统中最新一代的卫星,用于替换上一代格洛纳斯-M。时间是UTC 2020年10月25日19点08分42秒,发射场是普列谢茨克43/3号工位,运载火箭是联盟2.1b/军舰鸟上面级,载荷质量0.96吨。

根据TSKelso整理的数据,卫星被送入到远地点19151km,近地点19120km,倾角64.8°的中地球轨道。

遥感30号07组3星

本月第八个发射,有效载荷是电磁环境探测卫星遥感30号07组A,B,C星,和窄带通信卫星天启星座06星。时间是北京时间2020年10月26日23点19分5秒115毫秒,发射场是西昌卫星发射中心3号工位,运载火箭是长征二号丙。

根据TSKelso整理的数据,卫星被送入到远地点604km,近地点589km,倾角35°的近地轨道。

In Focus

本月第九个发射,任务名为In Focus,意为对焦,是火箭实验室进行的第15次发射。有效载荷为佳能的CE-SAT-IIB和行星实验室的9颗Flock 4e’,都是光学遥感卫星。时间是UTC 2020年10月28日21点21分,发射场是火箭实验室1号发射复合体,运载火箭是电子火箭,载荷质量0.0805吨,其中佳能的载荷质量为0.0355吨,行星实验室的为0.045吨。值得注意的是,此次发射的两个客户均来自7月4日发射中的。

接下来看看发射过程。

在T+1分7秒,火箭进入最大气动压力状态。

在T+2分42秒,一级火箭发动机关机,随后一二级分离,二级点火。

在T+3分20秒,整流罩分离。可以看出两半整流罩分离过程十分对称,在背景一边的整流罩,和电池组表面反光层上的另外半个整流罩的镜像,几乎无缝衔接在一起。

在T+6分34秒,二级分离一组电池。这是因为电子火箭使用的卢瑟福发动机是电动机驱动的燃料泵,而不是一般见到的使用燃气涡轮驱动的燃料泵,所以需要额外提供电力来让电动机工作。因为卢瑟福发动机较小,所以使用动力电池组即可满足需求。但是电池质量较大,而二级的干质量增加,会直接影响到有效载荷质量,所以电子火箭的二级设计成可以抛弃一组电池,以在发射过程中减少干质量,增加运载效率。

在T+9分2秒,二级火箭发动机关机。之后电子火箭上面级Kick Stage分离,并继续将载荷送入目标轨道,但火箭实验室一般不将上面级工作的部分放在直播过程中,不过有时会在推特上发布上面级的图片。这张图片中可以看出这次的十颗卫星是如何固定的,最上方的是较大的微卫星CE-SAT-IIB,而下方适配器一圈空的位置放置了9颗纳卫星Flock 4e’。

根据TSKelso整理的数据,卫星被送入到远地点529km,近地点511km,倾角97.49°的太阳同步轨道。

发射预告

接下来是2020年11月航天发射的预告部分,注意预告仅供参考。后续截图来源,未经标注的均出自航天爱好者网

NROL-101

在北京时间11月5日6点58分,ULA运营的宇宙神五531火箭,将发射美国国家侦察局的保密载荷NROL-101。发射场是卡角空军基地SLC-41,这也是GEM-63助推器的首飞,而以前使用的助推器是AJ-60A。

谷神星一号

大概在是北京时间11月5日,星河动力运营的谷神星一号三级固体火箭,将进行首飞,其会将载荷送入500km太阳同步轨道。发射场是酒泉卫星发射中心。

NewSat 09-18

在经历了上月的推迟后,在北京时间11月6日,长征六号将把Satellogic公司的10颗NewSat卫星,NewSat 09-18送入太阳同步轨道。发射场是太原卫星发射中心。NewSat单颗卫星质量37.5kg,是用于在可见光和红外波段观测地球的,光学遥感微卫星。

GPS III SV04

同样推迟到这个月的美国太空军载荷,GPS III SV04卫星,也将于北京时间11月6日7点24分,被猎鹰9号发射送入中地球转移轨道。发射场是卡角空军基地SLC-40,芯一级是B1062.1,回收船会是OCISLY。

EOS-01

终于,等到了印度今年的第一次航天发射。在北京时间11月7日17点32分,印度空间研究组织ISRO运营的PSLV-DL火箭,将把自家的EOS-01雷达遥感卫星等卫星,送入远地点558km,近地点550km,倾角37度的近地轨道。发射场是萨迪什·达万航天中心一号发射台。

VV17

在北京时间11月14日8点52分,阿丽亚娜空间公司运营的织女星火箭,将把西班牙的首枚光学遥感卫星SEOSat-Ingenio和科学卫星TARANIS分别送入668km和700km的太阳同步轨道,其中前者质量0.84吨,后者质量0.152吨。发射场是库鲁圭亚那航天中心ELV。值得一提的是TARANIS卫星会研究雷暴区上空的大气现象,如红色精灵这种特殊的闪电。

电子火箭第16次发射

大概在北京时间11月15日,火箭实验室运营的电子火箭,将把离轨技术验证卫星DRAGRACER,射频监测卫星BRO-2和BRO-3,科学卫星APSS-1,窄带通信卫星Spacebees,以及一个质量模拟器,G胖的半条命游戏中出现过的花园小矮人乔姆斯基,发射到太阳同步轨道。虽然我最早接触小矮人是在求生之路2里面的。发射场是火箭实验室LC-1A发射台。就是LC-1发射场的第一个发射台,目前第二个发射台LC-1B正在建造。

Crew 1

同样由于GPS III SV04任务中,SpaceX的猎鹰9号发动机故障,而连带被推迟的Crew 1任务,也将在北京时间11月15日8点49分,使用同款火箭,于肯尼迪LC-39A,把搭乘四名宇航员的载人龙飞船,送入国际空间站近地轨道。他们分别是美国宇航员香农·沃克,维克托·格洛弗,迈克尔·霍普金斯和日本宇航员野口聪一(另一张)。这次预计将花费8个多小时的时间,与国际空间站进行交会对接。

NROL-108

在北京时间11月18日21点55分,SpaceX的猎鹰9号火箭,将发射美国国家侦察局的保密载荷NROL-108。发射场是肯尼迪LC-39A,芯一级是B1059.5,这次将使用LZ-1着陆场进行陆地回收。

那么问题来了,到底是NROL-44更早发射呢,还是它的另外两个兄弟更早发射呢。无奖竞猜,觉得NROL-44更早发射的,在弹幕发44,否则发101或者108。

我也是替你着急啊,真的。NROL-44,你都鸽子3个月了。

嫦娥五号

在北京时间11月24日,于文昌航天发射场101工位,长征五号遥五运载火箭将把嫦娥五号月球探测器,送入月球转移轨道。嫦娥五号重达8.2吨,由轨道器,返回器,上升器,着陆器组成,将对月球进行采样返回。

光数据中继卫星

在北京时间11月29日15点15分至17点15分之间,于种子岛宇宙中心一号发射台,三菱重工运营的H-2A火箭将把光数据中继卫星送入地球同步转移轨道。由于这枚卫星涉及军事用途,所以不会公开很多信息。

其他任务

其他任务多是待定,大家先看看,我就不解说了(懒)。这里的截图出自NextSpaceflight网站

感谢大家观看,我们下期再见吧。