第二代货运龙飞船首发,开创一个新鲜时代

第二代货运龙飞船首发,开创一个新鲜时代

12月7日,一箭第四飞猎鹰9号火箭搭载第二代首艘货运龙飞船,一飞冲天实现首飞,完美轨迹意味深长,标志着开启一个新鲜时代。

第二代货运龙飞船首发,开创一个新鲜时代

发射速览

发射时间:美东时间12月6日11:17,北京时间12月7日00:17

发射地点:佛州肯尼迪航天中心39A

复用火箭:编号B1058.4猎鹰9号B5火箭,一箭第四飞

发射任务:为第64远征队7名宇航员提供补给,这是SpaceX第21趟货运补给国际空间站(CRS-21),第二代货运龙飞船首次承运第二阶段商业货运补给任务

货运龙飞船:第二代货运龙飞船首飞,编号C208.1,新船首次任务

部署轨道:~300 x 200公里 x 赤道倾角51.66°

最终轨道:~420公里 x 赤道倾角51.66°

对接国际空间站:发射24小时后

停靠时间:~35天

火箭回收:B1058.4着陆在623公里外OCISLY海上平台

主要看点:

①第二代货运龙飞船首飞

②B1058刷新多次复用间隔最短纪录(129天内三次发射)

③首次上演太空双龙会

SpaceX第68次成功回收火箭,第48次成功海上回收火箭


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一箭四飞四回收

这次任务采用一箭第四飞明星级火箭(芯级编号B1058.4),在此之前曾三度穿行天地间,先后发射过大名鼎鼎的奋进号龙飞船(DM-2任务)、韩国首颗专用军事通信卫星ANASIS-II任务、部署第12批1.0版星链任务。

之所以称为明星级火箭,因为它就是今年5月30日历史性发射奋进号龙飞船的那枚一级火箭,由此开创了全球商业载人航天新纪元。

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▲第一飞:奋进号龙飞船第一次载人发射,开启航天新时代,这是自2011年航天飞机退役后,美国重新执掌载人航天主动权第一飞,还是SpaceX十年磨一剑,开创全球私营太空公司载人航天新高度,美国史上第5款载人飞船、全世界第9款载人飞船首度载人飞……

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▲第二飞:7月20日发射韩国首颗专用军事通信卫星ANASIS-II任务。创下猎鹰9号火箭最短复用间隔(51天)的飞行纪录,一举打破由亚特兰蒂斯号航天飞机整整保持35年之久的世界纪录——航天器重返太空最短间隔的世界纪录(54天)。

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▲第三飞:10月6日部署第12批1.0版星链,也是SpaceX第8枚一级火箭实现一箭第三飞,这枚明星级火箭第三次飞行、第三次回收。

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发射过程

12月3日,这枚明星级火箭顺利执行静态点火测试。随后瞄准12月5日尝试发射,但由于火箭着陆区上空天气及海况条件恶劣,导致推迟一天。

美国东部时间12月6日中午时分11:17(北京时间12月7日子夜时分00:17),全高65米的这枚高复用猎鹰9号火箭,位于美国黄金发射位佛州肯尼迪航天中心39A,而不是第一代货运龙飞船发射主场(佛州卡纳维拉尔角40号发射位)准时发射升空。

为了精准对接超过400公里的国际空间站,这次发射窗口属于瞬时发射。随后,9台梅林发动机向东北方向推进,升空1分钟18秒穿过Max Q (最大气动压力点)。大约两分半钟,一二级火箭分离。接下来第一级火箭启动三台发动机,为返航着陆做准备。3分钟后,三台发动机再次点火,反推减速。又经过3分钟,启动中心发动机,第三次返航减速。


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▲当升空大约8分45秒,一级火箭B1058.4平稳降落在距离发射场623公里的【当然我还爱着你】海上平台上。

这是一级火箭B1058.4第四次成功回收,毫无悬念地上演「一箭四飞四回收」,更是SpaceX总计第68次成功回收火箭,第48次成功海上回收火箭,OCISLY【当然我还爱着你】第36次成功回收火箭。

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▲这次发射B1058一级火箭,顺便还刷新一项新纪录:多次复用火箭发射间隔最短,129天实现三次飞行,超过另一枚猎鹰9号B1046火箭。

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▲大约发射升空11分49秒,龙飞船与二级火箭分离,独自飞行;升空12分35秒,龙飞船打开头锥,开启24小时绕地飞行,逐渐爬升追逐国际空间站。

接下来,预计在美东时间12月7日13:30(北京时间8日2:30)自动对接国际空间站和谐号美国舱段接口IDA-3。

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▲届时将首次出现双龙同框的历史性一幕——Crew-1恢复号龙飞船停靠在和谐号舱段接口IDA-2,CRS-21货运龙飞船停靠在和谐号舱段接口IDA-3,即天顶对接口。两艘龙飞船呈90度直角,这一场景将会持续35天左右,直到货运龙飞船返回地球。在此之前,只有俄罗斯两艘飞船(联盟号载人飞船、进步号货运飞船)同框相会。


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太空货运

这次太空包裹不到3吨重(2.914吨),主要包括宇航员生活用品(圣诞礼物)、科学实验设备、太空行走设备、其他运载工具。太空包裹中值得一提的包括:

①NASA一项物理科学实验BRAINS,即太空铝合金硬焊实验,用于未来建造太空栖息地和其他太空硬件的太空焊接技术。

②欧洲空间局(ESA)生物洛克实验后续任务,该实验研究微重力环境下微生物与岩石之间的相互作用,这项研究可能会影响地球与太空生物合成的未来前景。

③NASA医疗研究项目:中枢之心、太空探戈——用于研究微重力环境下人类大脑、心脏以及白细胞免疫实验。

④龙飞船后备箱(非加压舱段)携带一款名为Bishop的新型商用气闸,目的是为了美国、欧洲、日本、加拿大从国际空间站发射微型卫星,而不再需要太空行走或者日本希望号实验舱部署卫星。


第一代龙飞船

2020年3月6日~4月7日,全程历时29天零48分钟,最后一艘第一代货运龙飞船谢幕飞完美演绎。

第一代龙飞船时代的结束:从2010年12月8日第一艘龙飞船(C101)首次轨道试飞,一直到第一代绝版龙飞船(C112.3)谢幕飞,十年间总计发射22次(20次成功发射、1次试飞,唯一一次失败是在2015年6月28日,猎鹰9号火箭空中折戟,编号C109的龙飞船在爆炸中幸存下来,安全海上溅落并回收)。

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第一代货运龙总计运送太空包裹超过43吨、运回33吨物资,顺利完成第一阶段NASA商业再补给货运任务。

SpaceX从NASA手中拿到30亿美元合同金额,平均每趟太空快递费用1.5亿美元(美国另一款货运飞船天鹅座平均每次2.3亿美元)

NASA商业再补给国际空间站项目目前两大承运商:SpaceX货运龙飞船、诺斯罗普·格鲁曼天鹅座飞船(收购美国轨道科学公司ATK),第二批承运商包括内华达山脉、洛克希德·马、波音(都在研制中)。

比照一下:SpaceX货运龙飞船一期已承运20次;二期承运6次(2020~2022年),总计26次。

天鹅座飞船现已承运14次,总计承运17次。

内华达山脉公司逐梦者太空飞船,从2021年起承运,总计6次。

●按照快递运力(加压+非加压有效载荷)比较:逐梦者飞船5.5吨最大,天鹅座飞船3.7吨次之,第一代货运龙飞船3.3吨最小。

●按照快递费比较:龙飞船平均每趟1.5亿美元,天鹅座平均每趟2.3亿美元。

●按照可重复使用比较:货运龙飞船、逐梦者飞船能够多次复用;天鹅座飞船属于一次性飞船,不可复用。

货运龙飞船是唯一能够复用的货运飞船,自2017年6月3日首次复用以来,总计创造9次复用发射纪录,其中三艘飞船三次发射复用(C108、C106、C112),三艘飞船两次发射复用(C110、C111、C113)。甚至还多次创下复用飞船搭乘复用火箭的全复用太空快递任务。

复用火箭、复用飞船,这不仅是SpaceX目前最硬的硬核,而且是未来大规模进入太空、跨星际旅行的基础。可喜的是,SpaceX一直在朝这个目标不断突破。第二代龙飞船正是开路先锋。


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第二代龙飞船

第一代货运龙飞船谢幕,意味着切换到第二代货运龙飞船,第二阶段商业补给任务的开启。

第二代货运龙飞船(上图2)其实是简化版的载人龙飞船(上图1),或者说是货运版的载人龙飞船。

第二代货运龙飞船与载人龙飞船相比:没有配备座椅、舷窗、驾驶控制系统、完整的生命维持系统(只提供最低支持系统,用于宇航员进出货运飞船),以及超级天龙座推进器(因为不载人,所以没必要配备用于发射中止的超级天龙座推进器),这为货运飞船提供更多空间以及减轻更多重量。

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第二代货运龙飞船与第一代货运龙飞船相比:

载重量大约多出20%。

②货舱装载能力增加一倍。

③每艘飞船使用次数提高到5次(第一代最多3次)。

④太空停留时间(75天)是第一代龙飞船两倍多(30天)。太阳能电池系统由阵列翅膀变成围裙装,更高效率更安全可靠。

⑤可以全自动直接对接空间站(第一代需要加拿大机械臂先擒获,再对接舱口)。

⑥升级降落伞系统,返航安全系数变得更高。

⑦海上溅落着陆区从加州太平洋海域改为佛州大西洋海域,大大缩短返航时间,从一两天锐减到几个小时回港,有助于科学实验尽快送达、缩短飞船翻新复用间隔。

SpaceX现有三艘第二代货运龙飞船组成龙之队:

编号C208:C208.1执行第21次货运补给CRS-21任务(12月7日发射,任务期35天)、C208.2计划执行第24次货运补给CRS-24(2021年11月发射,任务期~30天)

编号C211:C211.1计划执行第22次货运补给CRS-22(2021年3月发射,任务期30天)、 C211.2计划执行第25次货运补给CRS-25(2022年3月发射,任务期30天)

编号C213:C213.1计划执行第23次货运补给CRS-23(2021年8月发射,任务期30天)、C213.2计划执行第26次货运补给CRS-26(2022年8月发射,任务期30天)

SpaceX正在打造前所未见的「龙之队」—— 5艘载人龙飞船+3艘货运龙飞船。从2020年11月至2022年3月期间,计划发射多达8次龙飞船,承运载人、货运任务。定期、高密度、复用性正成为运营龙飞船的最大特点。第二代货运龙飞船正在开启一个新鲜时代,期冀第二代再造新传奇……

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此次发射刷新数据

●SpaceX今年第24次发射

●猎鹰9号火箭第101次发射

●SpaceX第109次发射

●SpaceX第105次成功发射

●SpaceX连续第76次成功发射

●第47次重复使用火箭

●SpaceX第68次成功回收火箭

●第48次成功海上回收火箭

●OCISLY【当然我还爱着你】第36次成功回收火箭

●全球今年第102次航天发射:截至北京时间12月7日,美国39发(3发失败)、中国36发(4发失败)、俄罗斯14发、欧洲5发(1发失败)、日本4发、伊朗2发(1发失败)、印度1发、以色列1发。


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页面更新:2024-05-18

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