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SpaceX发射第二批“星链”卫星 军事应用值得关注
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来源：SpaceX公司网站等
作者：军事科学院军事科学信息研究中心 廖小刚
转自：国防科技要闻
11月11日，SpaceX公司利用“猎鹰”9火箭将第二批60颗“星链”卫星送入轨道，使“星链”星座计划的工程化应用大大向前迈进一步。此次发射同时还实现“猎鹰”9火箭的第四次使用和整流罩的首次重复使用，发射载荷重量也是“猎鹰”9有史以来最重的载荷。
北京时间11月11日22时56分，携带60颗“星链”卫星的BLOCK 5型“猎鹰”9火箭（芯级编号B1048.4,4表示第四次使用）从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地40号发射台（SLC-40）发射，发射后2分33秒，一级关机；发射后2分36秒，一级与二级分离；发射后2分44秒，二级发动机点火；发射后3分24秒，抛整流罩；发射后8分24秒后，一级火箭成功降落在距离发射点约630千米的海上平台（这也是“猎鹰”9第45次成功回收）；发射后约1时0分43秒，“星链”卫星开始部署，高度约280千米，发射取得成功。此次发射也是2019年“猎鹰”9火箭的第9次发射、SpaceX公司的第11次发射（另外两次为“猎鹰重型”火箭发射）。
此次发射后，SpaceX公司拥有在轨卫星数量达到117颗，一举超过美国国家航空航天局、美国空军等机构，成为全球第二大卫星运营商。
一是首枚四次使用的火箭一级。此次使用的回收的火箭，芯级编号B1048.4，这也是“猎鹰”9火箭的首次实现第四次使用，不仅打破“猎鹰”9重复使用次数的纪录，创造了火箭重复使用的新里程碑，标志着BLOCK 5型“猎鹰”9火箭重复使用技术的进一步成熟。该枚火箭先后完成2018年7月25日的“第七批铱星”（Iridium-7）发射任务，2018年10月7日的“阿根廷雷达观测卫星”（SAOCOM-1A）发射任务和2019年2月22日的印度尼西亚通信卫星（Nusantara Satu）、以色列月球登陆器及美空军卫星发射任务。加之此次又再次成功回收，因此极有可能第五次使用。按照SpaceX公司的设想，BLOCK 5型火箭重复使用效率将极大提高，几乎不修改就可复用10次，整修以后就可重复使用100次。由于芯级的成本占火箭成本的60%，因此第四次重复使用的发射价格已经可以降到首次发射的六成以下。
二是发射载荷最重。此次发射的60颗“星链”卫星重约15.6吨（单颗重260千克），加上卫星部署器等机构，总重量达到20.5吨，为历次“猎鹰”9任务发射过的最重载荷。考虑到“猎鹰”9不回收时的近地轨道载荷能力为22.8吨，这样回收火箭的运力损失仅为10%，远远小于此前损失40%的预估。
三是整流罩的首次重复使用。此次使用的整流罩（两瓣）中的一瓣为首次重复使用，回收自2019年“猎鹰重型”火箭发射“阿拉伯通信卫星”任务。当时是采用回收船张开大网捕捞的方式成功“接住”一瓣整流罩，从而为SpaceX公司节省了约300万美元，发射成本更加降低。SpaceX公司最初计划此次发射任务将派出两艘回收船进行两瓣整流罩的回收，但在发射前几个小时宣布由于海况不佳不得不放弃该打算。
此外，此次卫星部署继续沿用“发牌式”部署方式。每颗卫星与卫星部署器之间没有所谓的固定装置（为减轻重量），而是通过卫星部署器的缓慢转动将卫星一一甩出。当这些卫星初始部署完成后，卫星自带的霍尔推进器点火进行姿态调整与轨道爬升，最终使卫星到达预定的550千米工作轨道。
“星链”卫星采用平板设计，类似办公桌桌大小，安装有4部高通量相控阵天线和单翼式太阳能电池板（节约空间），太阳能电池板展开后约为4*15米；采用氪为动力源的霍尔推进器以轨道保持、位置调整与离轨，虽然推力小于目前普遍使用的氙元素，但是成本便宜十倍；还安装有精确定位的导航系统；具有在轨碎片跟踪与和自主避碰的能力。
与首批0.9版“星链”卫星相比，此次发射的为1.0版卫星，区别如下：
● 卫星重约260千克，比此前的重33千克；
● 0.9版卫星只携带KU波段天线，1.0版卫星增加了KA波段天线，使得卫星通信量增加400%；
● 生产材料进行改进，重返大气层时能够100%完全烧掉，不会像0.9版卫星还有5%的残余；
● 为避免0.9版出现“星空污染”、影响地基对天的观测，1.0版已在卫星底部喷涂黑，消减反光现象（此次发射的“星链”还未涂黑）。SpaceX公司已经主动联系全球的天文机构，以确保其工作不受“星链”卫星的影响。SpaceX公司表示，如果需要进行极为重要的太空科学观测，它还可以主动调整“星链”星座的轨道
目前发射的“星链”卫星都不设星间链路，只能利用地面站作为中继站，以在全球传输信号。后续卫星将采取加设星间链路等升级措施，首批卫星将在轨工作4～5年时间，然后由更新、能力更强的型号来替代。目前SpaceX公司已经提出申请，在全球建设100万个地面站。SpaceX公司首席运营官肖特韦称，计划在2020年中左右开始发射配备星际激光链路“星链”卫星。
“星链”星座至少需要360颗卫星，才能在美国和加拿大的部分地区提供服务；要想初步形成运营能力，则需要部署800颗卫星，才能构成最低限度的全球网络覆盖；至少需要1440颗卫星（发射24次），才能实现全球主要人口地区的覆盖，这有望最快在2020年实现。
“星链”星座建成后，将为全球提供全覆盖、高带宽、低延迟的互联网接入服务，不仅可以用于民生领域，同时具有一定军事应用潜力，美国空军和陆军已经在积极探索其应用。
美空军2019年已经向SpaceX公司投资2800万美元，专门研究“星链”星座为机载平台提供通信服务，美空军已在C-12J情报飞机平台上安装天线，以验证与“星链”星座的互联，通信速度已经达到610兆比特/秒。随后，美空军还将在AC-130空中炮艇飞机与KC-130加油机上安装类似卫星终端，测试机载卫星通信能力。
美陆军也在积极拓展近地轨道商业卫星通信能力。美陆军网络能力优先小组项目副经理称，目前陆军依赖高轨的卫星通信能力，需要近地轨道和中轨道商业通信能力作为补充，如“星链”计划。陆军希望在2023年开发出可链接到商业LEO和MEO卫星的终端。
不仅是“星链”星座，SpaceX公司还希望将其下一代“超重-星船”星际运输系统提供给军方使用。SpaceX公司称，尽管陆军不会发射较大型号载荷，但是“超重-星船”150吨的轨道运输能力可在几分钟内实现全球的快速点对点运输。
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