首枚重鹰侧翼火箭转正,SpaceX打出一只虎爪

cityboy

▲CSG-2 发射延时图像，左侧弧线是上升轨迹，右侧是着陆轨迹

SpaceX今年第四发打出一些新意思：SpaceX首次意大利政府发射太空任务，部署COSMO-SkyMed第二代第二颗雷达监视卫星，进一步挤占欧洲市场；首次采用重鹰侧翼火箭改装成F9一级火箭；连续30次成功回收火箭，娴熟回收一级火箭既成事实；每月四五次发射节奏正在形成常态化，目标锁定全年发射量52发。

●发射速览


●发射过程



video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2249633418793795584▲CSG-2 发射全过程影像





▲一二级火箭分离各自推进形成尾迹貌似虎爪

SpaceX今年第四发遭遇戏剧性推迟，最初尝试1月28日发射，却因不利天气导致一连推迟三天，第四天发射在望，却在倒计时T-33被迫叫停，由于一艘邮轮驶进禁入区，只得再度推迟24小时。

按中国农历来算，这次发射「牛尾变虎头」。恰巧，一二级火箭分离各自推进所形成的尾迹貌似一只虎爪。

美国东部时间1月31日18:11（北京时间2月1日7:11，相差13小时），位于佛州卡纳维拉尔角太空军基地40号发射位，SpaceX打出今年第四发，B1052.3一箭第三飞腾空而起，起飞后向东南以南飞去。

升空1分钟12秒，这枚猎鹰9号火箭穿过空气最大阻力点（Max Q）。此时飞行高度12公里，速度0.4公里/秒。T+2分15秒，一级火箭9台梅林发动机关闭。4秒后一二级分离。





T+2分27秒，二级火箭首次点火推进，进行转弯机动（Dogleg maneuver），飞行方向从西南转向正南，操作目的有两个：其一为达到所需的逆行轨道（轨道倾角97.86°），其二为避免飞越人口稠密的巴哈马群岛，其三整流罩受控海面溅落区域可以避开岛屿陆地。这种飞行操作与今年1月13日发射Transporter-3运输者3号任务类似。

5秒钟后，即T+2分32秒，一级火箭启动三台梅林发动机，执行返航推进（Boostback Burn）。随后一级火箭顶部四个栅格翼展开，实时调整姿态。随后释放整流罩。



再入大气层阶段，T+6分11秒，第二次点燃三台发动机，进行再入反推（Entry Burn），持续点火50秒。T+7分22秒，一级火箭启动一台中心发动机，执行着陆反推（Landing Burn），随后展开着陆腿，利用略低于火箭重量的反推力实现喷气软着陆。

T+7分56秒，B1052.3第三次成功回收，这也是第三次陆上着陆回收，并且全部降落在同一着陆点——佛州卡角着陆区LZ-1。该着陆区位于卡角40号发射位以南约9公里。





值得注意的是，当执行海上回收程序时，一级火箭不必执行返航推进（Boostback Burn），而是直接执行再入推进（Entry Burn）操作。因为执行陆地回收程序时，需要一级火箭折返飞行几百公里，最终飞回陆地着陆区。而执行海上回收程序，只需要一级火箭小角度姿态调整，顺着发射方向不断下行，直至再入反推、着陆反推、最终软着陆，因此只需较少燃料反推。

这次成功落定是SpaceX连续第30次成功回收火箭、总计第104次回收一级火箭、佛州卡角LZ-1/2合计第22次成功回收火箭、LZ-1第19次回收火箭。

经过6分多钟持续推进后，T+08:44，二级火箭发动机首次关闭（SECO 1），进入长达47分钟的太空滑行阶段。T+56:01，二级火箭发动机第二次点火，仅仅3秒后再度关闭（SECO 2）。



升空大约40分钟后，两片2.5版整流罩受控溅落在距发射场596公里的古巴北部海域，随后由Bob鲍勃号多功能船打捞回收。这也是SpaceX总计完整回收的第93、94片整流罩。这两片整流罩曾支持过3次发射任务（1片曾用于Transporter-1、Transporter-2、星链任务；1片曾用于SAOCOM 1B、Transporter-2、星链任务），这次发射属于第4次使用、第三次复用。

发射升空1小时后，T+1:00:05，星箭分离，这次部署任务唯一载荷：意大利观测卫星CSG-2直接入轨，部署轨道：SSO太阳同步轨道高度619公里，赤道倾角97.86°。

星箭分离后，二级火箭受控调整姿态，再次点火推进，以大约7.5公里/秒的轨道速度朝向再入点飞行，耗尽余量推进剂，最终在南太平洋上空再入大气层烧毁。具体再入区如上图所示▼





●一级火箭大有来头

这次发射采用B1052.3作为一级火箭，看起来只是第三次出征，资历尚浅，但很有来头——曾两度作为重鹰侧翼火箭一飞冲天（2019.4.11重鹰第二飞、2019.6.25重鹰第三飞），如今第三次出征，终于由侧翼角色正式转正，成为SpaceX首枚由重鹰侧翼火箭转换成猎鹰9号标准一级火箭。两种火箭稍有不同，侧翼火箭安装空气动力头锥及附件固定装置。SpaceX曾表示，重鹰侧翼火箭和猎鹰9号一级火箭可以互换，但重鹰核心级装配额外的加固结构，用来支持两枚侧翼火箭的负载，这使得每枚核心级火箭都是为重鹰专门建造的。

这枚B1052还是三次发射执行三次陆上着陆回收的一级火箭，全部降落在佛州卡角着陆区LZ-1。


▲B1052第一飞：即重鹰第二飞、也是首次商业发射，2019年4月12日部署沙特最尖端通讯卫星Arabsat-6A，双箭同步落地

现役最强大火箭复飞，三箭完美回收，一扫首飞遗憾



▲B1052第二飞：即重鹰第三飞、也是首次一箭多星发射：2019年6月25日一箭24星部署，号称SpaceX最难最具挑战性发射任务

打勾SpaceX最难发射：首次网捕回收整流罩，成功！挑战最远海上回收火箭，失败！



▲B1052第三飞、也是首次由侧翼转正发射：2022年1月31日首次为意大利航天局部署卫星（CSG-2）



●什么是CSG-2？

这次任务代号CSG-2，全称为COSMO-SKYMED SECOND GENERATION FM2 MISSION，译为地中海区域观测小卫星群第二代第二颗卫星，属于一颗地球观测卫星，由意大利科技部和国防部资助、意大利航天局操作的雷达监视卫星，属于军事和民用两用卫星，重点观测地中海区域。

COSMO SkyMed（地中海观测小卫星群）第一代由4颗军民两用地球观测卫星组成小型星座，卫星以合成孔径雷达（SAR）为主要载荷，可以全天候监视，运行在619公里高度的太阳同步轨道，设计使用寿命5年。从2007年至2010年使用德尔塔II型火箭部署。



COSMO SkyMed（地中海观测小卫星群）第二代是为了取代第一代。同样由4颗地球观测卫星组成（CSG-1、CSG-2、CSG-3、CSG-4），设计寿命7年，比第一代增加两年。卫星质量从1.7吨增加到2.2吨。第二代性能也比第一代有所改进，第二代合成孔径雷达是第一代X波段SAR有效载荷的升级版。

第二代第一颗CSG-1于2019年12月18日已由欧洲阿丽亚娜太空公司使用俄制联盟号ST型火箭发射；这次发射的是第二颗CSG-2，也是目前唯一一颗由非欧洲发射商部署；第三颗CSG-3、第四颗CSG-4计划由阿丽亚娜旗下新火箭织女星C将在2024年、2027年发射。

织女星C（Vega-C）计划于2022年5月首次发射，作为阿丽亚娜太空公司旗下主打SSO发射市场，织女星C原定2020年首飞。受疫情、技术、供应链等影响多次推迟至今。正是基于此，2021年意大利航天局不得不破局，将CSG-2发射任务转给欧洲以外发射商，才让SpaceX有机会赢得这单生意。这也让SpaceX看到未来机遇，为进一步抢占欧洲市场做好铺垫。

●一览发射刷新数据







这次发射次日迎来背靠背发射（back-to-back），部署星链第4个轨道层第7批次任务正瞄准北京时间2月2日02:56发射升空，一天后计划部署美国国家侦察局机密任务NROL-87，同样属于SSO部署任务。显而易见，SpaceX每月四五次发射节奏正在形成常态化，而该公司内部目标已经锁定全年发射量52发。这是由NASA航空航天安全咨询小组（ASAP）一位官员最新透露的。这意味着SpaceX今后每周要达到一次的高频节奏。去年12月份曾创下19天五连发的新纪录。之前还曾多次创下每月4发的快节奏。随着疫情影响示弱，发射需求快速扩增，实现这一目标可能性大增。