1、美太空军的载荷运载需求
2022年11月1日21时41分(UTC+8),美国SpaceX公司猎鹰重型(Falcon Heavy)火箭,在浓雾中从佛州肯尼迪航天中心(KSC,FL)LC-39A发射场执行美国太空军USSF-44发射任务,本次任务将把一组机密军用载荷直接送入地球同步轨道(GEO)。由于二级火箭需要飞行约6个小时,在本文截稿时,本次发射任务仍在进行中。
本次任务的芯一级火箭为消耗型,2个一级助推成功返回位于LC-39A发射场附近的LZ-1和LZ-2陆上回收点。这也是本次发射任务中最吸引人眼球的部分。
本次任务的整流罩由道格(Doug)整流罩回收船在距离佛罗里达海岸破纪录的1410公里的海面上进行回收。
USSF-44任务是SpaceX公司首次尝试直接将载荷发射到距离地球表面约36,000公里的静止轨道上。为了完成这一壮举,猎鹰重型的二级火箭需要在严酷的太空环境中进行大约6个小时的滑行,这也使USSF-44成为SpaceX所尝试过的最具挑战性的任务之一。
1、美太空军的载荷运载需求
美国太空军向各商业航天发射公司提出了9种轨道注入能力的运载器需求。目前在役的美国造火箭除了SpaceX的猎鹰重型,只有联合发射联盟(ULA)的代尔塔4(Delta IV)重型运载火箭符合全部需求。但,该火箭将在2年后退役,而它的继任者火神-半人马(Vulcan-Centaur)火箭的首飞已经推迟到了2023年早些时候。
美国太空军的9种载荷轨道注入需求
2、长时间空间滑行推进剂控制难点
太空军载荷轨道需求中,直入静止轨道发射(Direct-to-geostationary launch)是最常见的需要长时间滑行能力的任务,也是军方载荷经常需要的。在长距离滑行过程中,如果猎鹰二级温度过低,它的煤油(RP1)燃料在变为固体之前会变得粘稠得像泥浆一样。如果这种状态的煤油被梅林真空发动机(Merlin Vacuum engine)吸入,粘稠的燃料可能会阻止点火或彻底摧毁它。为了使煤油在轨道上保持温暖,SpaceX在燃料箱外部涂上了一层灰色的油漆,以增加二级火箭在真空中滑行过程中对阳光热量的吸收。
在担心煤油燃料变得太冷的同时,SpaceX还必须确保二级火箭的液氧(LOX)不会沸腾成气体。如果过多的液氧升温,在转化为气体时必须被排出,猎鹰二级火箭可能会出现没有足够的氧化剂完成载荷地球静止轨道的直接注入。
3、本次任务的载荷
除了机密级主载荷USSF-44外,本次任务将搭载多个有效载荷,这些搭载载荷被连接到由诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)提供的“长持续推进改进型一次性运载器次级有效载荷适配器(LDPE)”上,LDPE实质是一种火箭上面级。据称本次任务LPDE将携带3个托管有效载荷,并部署3颗卫星。
诺格公司的LDPE效果图(整个系统由ESPAStar卫星总线供电,该总线负责电力分配以及推进。
ESPAStar能够承载6个总计1,920公斤的小型卫星。
该系统还能够通过联氨推进模块提供每秒400米的加速度)
有效载荷载包括:
1颗机密级主载荷卫星USSF-44
2颗洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)的LINUSS-A 1 & 2立方体卫星,将用于验证一些新技术
LINUSS-A 1 & 2立方体卫星在轨效果图
1颗千禧航天系统公司(Millenium Space Systems)建造的名为“TETRA-1”的微型卫星,用于测试轨道机动能力
集成中的TETRA-1微型卫星
1颗名为USUVL的通信卫星原型
本次任务包括一个被称为“谢泼德演示(Shepard demonstration)”的机密任务,尚不清楚该任务是否围绕主载荷卫星开展。
4、空间系统司令部
空间系统司令部(Space Systems Command, SSC)是美国太空军(USSF)负责空间开发、采办、发射和后勤的战地司令部。SSC总部位于加利福尼亚州洛杉矶空军基地,负责管理美国军方航天发射领域。宣传片显示美国太空军以我国火箭军为假想敌。
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