SpaceX的2016发射任务详解——第一期-超级军网

详细图文版有兴趣的请看公众号原文：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz= ... e=4#wechat_redirect

SES-9任务
在沉寂了一个月之后，SpaceX最近的下一次发射暂定于2月25日早7：46分（北京时间），载荷为下图中的SES-9卫星。

如无意外，届时SpaceX依旧会组织声势浩大的直播，而此次发射从卡纳维拉尔角的LC40发射台起飞向东发射，美国空军公布的发射警戒区如下所示。

好吧，其实我知道你们根本就不关心载荷，又要看火箭回收是么？

根据目前得到的多方消息汇总，此次计划继续使用ASDS驳船对猎鹰9火箭一级进行海上回收试验，也就是与一月份的Jason-3发射任务类似。并没有采用去年12月Orbcomm-2发射时采用的成功率更高的的飞返陆地回收方式，这是因为此次SES-9将发射到同步转移轨道（GTO），发射至该轨道所需燃料较多，再加上SES-9卫星本身重达5.5吨，而Orbcomm-2的11颗卫星加一起都比SES-9要轻得多。虽然猎鹰9通过将液氧冷却到零下200多度，煤油冷却到零下7度，同时继续改进了Merlin发动机（一二级均有改进），加长火箭二级燃料储箱等等手段榨干了火箭的运载能力。

最新型猎鹰9火箭的改进图解（放大可以详看）

纵使如次，无奈升级后的猎鹰9还是运力有限，在完成如此逼近极限的发射任务后再让火箭掉头往回飞回发射场附近着陆，实在是强“箭”所难了。不过船上回收也是看点多多的，比如上次任务的回收过程。
（视频请打开原文观看）
大家可以从视频中清晰地看到，如果不是那条软了的废腿（着陆支腿），估计首次海上回收的大事也就成了。

这是条废腿啊！

同时由于SES公司希望减少卫星的入轨时间，这次星箭分离所需轨道需要比预计更高，SpaceX调整了发射和回收方案，回收泊船的等待位置比以往要远得多。
此次发射最早安排在去年9月，但由于众所周知的被迫推迟到了今年，本来是安排在我国农历春节前后，这个日期如果能成显然是航天爱好者春节的一道视听大餐，不逊猴哥和春晚。可惜天不遂人愿，发现了一些问题，具体的问题并未公开。导致发射日期一推再推，目前锁定在了2月24号，敬请大家期待吧。

CRS-8任务
如果SES-9任务一切顺利的话，接下来就是CRS-8的发射任务了，CRS系列任务是由民营航天公司为国际空间站长期驻留的宇航员提供补给和相关实验器材的系列发射任务，由NASA发包，也是当初拯救SpaceX于危难的一张合同。去年发射的CRS-7任务中本来包含有国际空间站新的对接口、食物给养、还有微软的黑科技眼镜HoloLens等，不过这都伴随着火箭爆炸的缕缕青烟而烟消云散了。

CRS-7任务中本应送往国际空间站的HoloLens全息眼镜

本次任务除了一定程度上弥补CRS-7任务造成的影响之外，最引人注目的就是毕格罗（Bigelow）公司提供的充气空间站测试仓了。充气空间站是一种全新的空间站形式，充气空间站舱段打破了原有金属制空间站舱段的体积限制，在很小的发射体积下在通过充气操作后可以提供庞大的生活空间。

图为测试仓段的效果图

测试舱段的居留效果图

图为打包完毕等待装载并发射的测试舱段实物

这次的试验舱段将安装在国际空间站上展开为期两年的测试任务，充气空间站如果成熟可用，预计将会在两方面发挥巨大的作用。首先是大幅度改善宇航员生活条件，增加航天器的居留空间，对于载人火星探索这种长时间深空飞行来说可以显著减小宇航员的心理压力，提供充足的私人空间，而不像现在的国际空间中住在小格子里或者像早期在睡袋里飘来飘去；也可以提供更多的太空实验空间（种植蔬菜和作物）。另一方面是可以大幅度降低未来的太空旅馆（面向普通大众的太空旅客）的建设费用，同时提高太空游客的游览体验，毕竟不是所有人都喜欢整天挤在狭窄的铝制罐子里面的。或许不远的将来，下图中这种近地旅游空间站就将变成现实，一发重型猎鹰火箭就能将一个基本的小型太空旅馆送入轨道。

充气式空间站想象图

同时得益于SpaceX的载人龙飞船的成熟和较大的载客量，假设7人乘组中安排1-2两名专业宇航员，每次发射可以输送5-6名平民游客。此外随着猎鹰9火箭的回收复用的不断成熟，前往太空旅馆的费用必将大幅度降低，使得太空旅游的天价逐渐落地。到时一定会有更多的游客脱离重力的束缚，飞出大气层一睹天外胜景。如果这种近地轨道旅游行业能够成熟和发展，越来越大的市场蛋糕也将极大的刺激其它各种可复用运载火箭的诞生，同时促使民营企业开发更多安全可靠且费用低廉的近地轨道载人飞船（比如追梦者）。形成良性循环并培育出通用航空一样的成熟市场。
我们书归正传，在此次两年的试验期间，空间站成员和地面工程师将收集充气模块的性能数据，包括其结构的完整性和泄漏率，也包括辐射与传统铝制舱室相比的温度变化。宇航员将进入模块定期收集性能数据并进行检查。在测试之后，该模块将被抛弃，再入大气层燃烧。
此次发射也是从去年CRS-7失利后一推再推，根据静态点火出现问题的传闻（猎鹰9在发射前为了验证发动机可靠性实施的点火实验），此次发射实际上预计将要推迟到4月初左右才能实行。当然结合过往CRS系列任务的载荷量，此次很可能实施飞返陆地回收，当然最终还是要以SpaceX官方信息为准。

图为正在装载充气舱的龙飞船非加压货舱

两次任务之后
对于整个2016年，抛开那些火星殖民的宏图愿景，SpaceX最需要做到其实只有一件事情——就是迅速、安全、可靠的完成下面这张长长的发射清单。

SpaceX的2016年发射清单（非官方版，随时有变动）

为什么这才是最重要的，因为很多人可能没有弄清楚，SpaceX本质上是一家太空发射业务承包公司。说白了就是一家快递公司而已，只不过这个快递有些高端，把载荷安全、可靠、准时的送至客户所需要的轨道上就是他现在唯一赖以生存的业务。不能迅速消化积压订单，现金流早晚会断裂，那时候哪怕SpaceX的目标真的是星辰大海，也只能望洋兴叹了。从积压的订单看，毫不夸张的说，今年得万无一失的打上15-20发才能勉强追上之前落掉的进度。
而正如上篇文章在载人篇所说的一样，SpaceX今年仍在继续试验各种技术，为未来规模更大、更复杂的发射做准备。SpaceX公司总裁格温.肖特维尔(Gwynne Shotwell)在美国时间2月3号举办的华盛顿商业航天运输大会上谈起公司现状时表示，SpaceX此前曾将返回地球后的猎鹰9号火箭发动机重新点火，并以从中了解到的情况为依据，对猎鹰9号火箭做出一些改进。

图为SpaceX的COO格温.肖特维尔女士

但肖特维尔并没有明说这些“改进”指的是什么，但她表示这些改动会让火箭“具有更加强劲的动力”。此外肖特维尔还表示SpaceX今年会提高发射频率和猎鹰9火箭的制造速度。不过众所周知，SpaceX许的愿似乎从没有准时兑现过。发射推来推去的，增加发射频率和火箭产量的承诺说了一年又一年。狼来了说多了就没人信了，你看外国网友都忍不了了。

下面这位网友说得也很好，地上的卫星并不能赚钱

而重复点火后的回收一级确实也发现了推力不稳定等前所未有的问题（或者说情况），火箭需要的进一步的改进（或者说修改，mod），这也是预料之中的，因为基于液氧煤油发动机的多级运载火箭的重复使用是史无前例的，碰到任何问题都是正常的。

图为经过重复点火后被拖回的回收一级火箭

虽然航天飞机的发动机也是重复使用的液体火箭发动机，不过那是氢氧机，原则上的燃烧产物只有水。而煤油属于烃类燃料，重复使用中必然面对的就是燃烧室中的积碳问题，其实积碳并不是什么高大上的现象，日常生活中每位开车的朋友很可能都受到过这个问题的困扰，汽车发动机的积碳会导致油耗增加、车体颤振、加速损耗等等。大修保养中都会采用专用清洗剂对发动机进行清洗。火箭发动机自然在重复使用中也会收到这类问题的困扰，如何解决就要看SpaceX的能力几许了。

汽车发动机中长时间行驶后产生的积碳

RS-25发动机也是重复使用的，但是这是氢氧机

此外铝锂合金的箭体在高速发射和再入过程中会涉及振动和启动摩擦热，众所周知，超音速飞机为了应对气动摩擦产生的高温采用了各种手段，比如SR-71换用钛合金，米格25采用笨重密度大但是高温性能好的不锈钢（你没听错，就是你家炒菜锅用的不锈钢，当然牌号是不同的）。但是猎鹰9火箭由于箭体减重的需求，短期内必须使用铝锂合金，高温很可能会在返回途中削弱合金的机械特性，或者积累一定的损伤。导致后续发射的不稳定性，金属的疲劳和寿命是一门非常庞大的科学，人类对于航空器（飞机）所使用的金属材料的疲劳和寿命认识曾经经历过一段漫长的认知历程，缴纳过很多惨痛的学费。这些经验教学可以减少不必要的反复和话费，但是谁也不敢保证不会碰到别的新的问题和挑战。
回顾最早猎鹰1号火箭三次连续的发射失败，直到最后孤注一掷并一举成功，一时传为佳话。但是如今的SpaceX显然已经不能如此任性了，成熟的发射承包商，手握80亿美元的订单，波音的SES可不是国际空间站廉价的补给品，这种烟花不止是这次放不起，以后也放不起，根据发射列表，后续还有众多的发射任务。如果复用火箭导致了丢失载荷，任何客户都有权力重新评估你的订单执行能力。所以说火箭复用虽然前景很美，但是前路漫漫，要做的还很多，其他的任务和复用的故事且听下回分解。（个人拙作，如有错漏，还请批评指正）

（未完待续）

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SES-9任务
在沉寂了一个月之后，SpaceX最近的下一次发射暂定于2月25日早7：46分（北京时间），载荷为下图中的SES-9卫星。

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2016-2-18 10:34 上传

如无意外，届时SpaceX依旧会组织声势浩大的直播，而此次发射从卡纳维拉尔角的LC40发射台起飞向东发射，美国空军公布的发射警戒区如下所示。

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2016-2-18 10:34 上传

好吧，其实我知道你们根本就不关心载荷，又要看火箭回收是么？

根据目前得到的多方消息汇总，此次计划继续使用ASDS驳船对猎鹰9火箭一级进行海上回收试验，也就是与一月份的Jason-3发射任务类似。并没有采用去年12月Orbcomm-2发射时采用的成功率更高的的飞返陆地回收方式，这是因为此次SES-9将发射到同步转移轨道（GTO），发射至该轨道所需燃料较多，再加上SES-9卫星本身重达5.5吨，而Orbcomm-2的11颗卫星加一起都比SES-9要轻得多。虽然猎鹰9通过将液氧冷却到零下200多度，煤油冷却到零下7度，同时继续改进了Merlin发动机（一二级均有改进），加长火箭二级燃料储箱等等手段榨干了火箭的运载能力。

最新型猎鹰9火箭的改进图解（放大可以详看）

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2016-2-18 10:34 上传

纵使如次，无奈升级后的猎鹰9还是运力有限，在完成如此逼近极限的发射任务后再让火箭掉头往回飞回发射场附近着陆，实在是强“箭”所难了。不过船上回收也是看点多多的，比如上次任务的回收过程。
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这是条废腿啊！

同时由于SES公司希望减少卫星的入轨时间，这次星箭分离所需轨道需要比预计更高，SpaceX调整了发射和回收方案，回收泊船的等待位置比以往要远得多。
此次发射最早安排在去年9月，但由于众所周知的被迫推迟到了今年，本来是安排在我国农历春节前后，这个日期如果能成显然是航天爱好者春节的一道视听大餐，不逊猴哥和春晚。可惜天不遂人愿，发现了一些问题，具体的问题并未公开。导致发射日期一推再推，目前锁定在了2月24号，敬请大家期待吧。

CRS-8任务
如果SES-9任务一切顺利的话，接下来就是CRS-8的发射任务了，CRS系列任务是由民营航天公司为国际空间站长期驻留的宇航员提供补给和相关实验器材的系列发射任务，由NASA发包，也是当初拯救SpaceX于危难的一张合同。去年发射的CRS-7任务中本来包含有国际空间站新的对接口、食物给养、还有微软的黑科技眼镜HoloLens等，不过这都伴随着火箭爆炸的缕缕青烟而烟消云散了。

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CRS-7任务中本应送往国际空间站的HoloLens全息眼镜

本次任务除了一定程度上弥补CRS-7任务造成的影响之外，最引人注目的就是毕格罗（Bigelow）公司提供的充气空间站测试仓了。充气空间站是一种全新的空间站形式，充气空间站舱段打破了原有金属制空间站舱段的体积限制，在很小的发射体积下在通过充气操作后可以提供庞大的生活空间。

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图为测试仓段的效果图

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测试舱段的居留效果图

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图为打包完毕等待装载并发射的测试舱段实物

这次的试验舱段将安装在国际空间站上展开为期两年的测试任务，充气空间站如果成熟可用，预计将会在两方面发挥巨大的作用。首先是大幅度改善宇航员生活条件，增加航天器的居留空间，对于载人火星探索这种长时间深空飞行来说可以显著减小宇航员的心理压力，提供充足的私人空间，而不像现在的国际空间中住在小格子里或者像早期在睡袋里飘来飘去；也可以提供更多的太空实验空间（种植蔬菜和作物）。另一方面是可以大幅度降低未来的太空旅馆（面向普通大众的太空旅客）的建设费用，同时提高太空游客的游览体验，毕竟不是所有人都喜欢整天挤在狭窄的铝制罐子里面的。或许不远的将来，下图中这种近地旅游空间站就将变成现实，一发重型猎鹰火箭就能将一个基本的小型太空旅馆送入轨道。

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充气式空间站想象图

同时得益于SpaceX的载人龙飞船的成熟和较大的载客量，假设7人乘组中安排1-2两名专业宇航员，每次发射可以输送5-6名平民游客。此外随着猎鹰9火箭的回收复用的不断成熟，前往太空旅馆的费用必将大幅度降低，使得太空旅游的天价逐渐落地。到时一定会有更多的游客脱离重力的束缚，飞出大气层一睹天外胜景。如果这种近地轨道旅游行业能够成熟和发展，越来越大的市场蛋糕也将极大的刺激其它各种可复用运载火箭的诞生，同时促使民营企业开发更多安全可靠且费用低廉的近地轨道载人飞船（比如追梦者）。形成良性循环并培育出通用航空一样的成熟市场。
我们书归正传，在此次两年的试验期间，空间站成员和地面工程师将收集充气模块的性能数据，包括其结构的完整性和泄漏率，也包括辐射与传统铝制舱室相比的温度变化。宇航员将进入模块定期收集性能数据并进行检查。在测试之后，该模块将被抛弃，再入大气层燃烧。
此次发射也是从去年CRS-7失利后一推再推，根据静态点火出现问题的传闻（猎鹰9在发射前为了验证发动机可靠性实施的点火实验），此次发射实际上预计将要推迟到4月初左右才能实行。当然结合过往CRS系列任务的载荷量，此次很可能实施飞返陆地回收，当然最终还是要以SpaceX官方信息为准。

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图为正在装载充气舱的龙飞船非加压货舱

两次任务之后
对于整个2016年，抛开那些火星殖民的宏图愿景，SpaceX最需要做到其实只有一件事情——就是迅速、安全、可靠的完成下面这张长长的发射清单。

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SpaceX的2016年发射清单（非官方版，随时有变动）

为什么这才是最重要的，因为很多人可能没有弄清楚，SpaceX本质上是一家太空发射业务承包公司。说白了就是一家快递公司而已，只不过这个快递有些高端，把载荷安全、可靠、准时的送至客户所需要的轨道上就是他现在唯一赖以生存的业务。不能迅速消化积压订单，现金流早晚会断裂，那时候哪怕SpaceX的目标真的是星辰大海，也只能望洋兴叹了。从积压的订单看，毫不夸张的说，今年得万无一失的打上15-20发才能勉强追上之前落掉的进度。
而正如上篇文章在载人篇所说的一样，SpaceX今年仍在继续试验各种技术，为未来规模更大、更复杂的发射做准备。SpaceX公司总裁格温.肖特维尔(Gwynne Shotwell)在美国时间2月3号举办的华盛顿商业航天运输大会上谈起公司现状时表示，SpaceX此前曾将返回地球后的猎鹰9号火箭发动机重新点火，并以从中了解到的情况为依据，对猎鹰9号火箭做出一些改进。

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图为SpaceX的COO格温.肖特维尔女士

但肖特维尔并没有明说这些“改进”指的是什么，但她表示这些改动会让火箭“具有更加强劲的动力”。此外肖特维尔还表示SpaceX今年会提高发射频率和猎鹰9火箭的制造速度。不过众所周知，SpaceX许的愿似乎从没有准时兑现过。发射推来推去的，增加发射频率和火箭产量的承诺说了一年又一年。狼来了说多了就没人信了，你看外国网友都忍不了了。

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2016-2-18 10:34 上传

下面这位网友说得也很好，地上的卫星并不能赚钱

而重复点火后的回收一级确实也发现了推力不稳定等前所未有的问题（或者说情况），火箭需要的进一步的改进（或者说修改，mod），这也是预料之中的，因为基于液氧煤油发动机的多级运载火箭的重复使用是史无前例的，碰到任何问题都是正常的。

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图为经过重复点火后被拖回的回收一级火箭

虽然航天飞机的发动机也是重复使用的液体火箭发动机，不过那是氢氧机，原则上的燃烧产物只有水。而煤油属于烃类燃料，重复使用中必然面对的就是燃烧室中的积碳问题，其实积碳并不是什么高大上的现象，日常生活中每位开车的朋友很可能都受到过这个问题的困扰，汽车发动机的积碳会导致油耗增加、车体颤振、加速损耗等等。大修保养中都会采用专用清洗剂对发动机进行清洗。火箭发动机自然在重复使用中也会收到这类问题的困扰，如何解决就要看SpaceX的能力几许了。

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汽车发动机中长时间行驶后产生的积碳

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RS-25发动机也是重复使用的，但是这是氢氧机

此外铝锂合金的箭体在高速发射和再入过程中会涉及振动和启动摩擦热，众所周知，超音速飞机为了应对气动摩擦产生的高温采用了各种手段，比如SR-71换用钛合金，米格25采用笨重密度大但是高温性能好的不锈钢（你没听错，就是你家炒菜锅用的不锈钢，当然牌号是不同的）。但是猎鹰9火箭由于箭体减重的需求，短期内必须使用铝锂合金，高温很可能会在返回途中削弱合金的机械特性，或者积累一定的损伤。导致后续发射的不稳定性，金属的疲劳和寿命是一门非常庞大的科学，人类对于航空器（飞机）所使用的金属材料的疲劳和寿命认识曾经经历过一段漫长的认知历程，缴纳过很多惨痛的学费。这些经验教学可以减少不必要的反复和话费，但是谁也不敢保证不会碰到别的新的问题和挑战。
回顾最早猎鹰1号火箭三次连续的发射失败，直到最后孤注一掷并一举成功，一时传为佳话。但是如今的SpaceX显然已经不能如此任性了，成熟的发射承包商，手握80亿美元的订单，波音的SES可不是国际空间站廉价的补给品，这种烟花不止是这次放不起，以后也放不起，根据发射列表，后续还有众多的发射任务。如果复用火箭导致了丢失载荷，任何客户都有权力重新评估你的订单执行能力。所以说火箭复用虽然前景很美，但是前路漫漫，要做的还很多，其他的任务和复用的故事且听下回分解。（个人拙作，如有错漏，还请批评指正）

（未完待续）

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这种发射任务贴基本没啥意义，都推迟了N次了

啥？
没油也降温到零下七度？
不怕水分杂质结冰？

在美国航空航天领域强大的研发和制造能力方面，要想撼动其统治地位我们还要付出一段艰辛的努力和痛苦的等待。

hase_back 发表于 2016-2-18 13:01
这种发射任务贴基本没啥意义，都推迟了N次了
确实是一推再推，不过SES-9这次如无意外应该是稳了。其它的都是聊着玩儿，SpaceX的发射清单你别当真就好。

homeworld2008 发表于 2016-2-18 14:13
确实是一推再推，不过SES-9这次如无意外应该是稳了。其它的都是聊着玩儿，SpaceX的发射清单你别当真就好 ...
这个清单包括FH，如果都成真了，是什么概念哦，别的公司还活不活了

liyue1997a 发表于 2016-2-18 14:25
这个清单包括FH，如果都成真了，是什么概念哦，别的公司还活不活了
FH确实发话定在今年，不过谨慎看好，现在老美就是SpaceX和ULA二分江山，别的公司大多是有心无力。

充气式空间站看着不错，是什么材料的呢，能经得起太空的恶劣环境？

地球联合军司令发表于 2016-2-18 16:39
充气式空间站看着不错，是什么材料的呢，能经得起太空的恶劣环境？
复合材料，具体的应该是保密的，但是创始人毕格罗说过含有一层凯夫拉纤维，就是做防弹衣的那种材料，其个人表示某些方面的强度甚至高于传统铝制空间站。这东西前景确实很大，就看这次测试结果如何了。