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最后一次献给最强者,德尔塔4中型火箭谢幕飞,快递GPS最尖端卫星

三体引力波 三体引力波 2021-09-30

8月22日,俄美两国释出两个太空重器。

中午,俄罗斯发射人类首个全身版太空机器人;晚间,美国部署最尖端的第三代GPS第二颗卫星。前者开启类人机器人的太空新时代,后者在目送一代名箭谢幕飞之后,迎来全球导航定位系统的新迭代。


发射速览

发射时间:美国东部时间8月22日09:06,北京时间8月22日21:06

发射地点:佛州卡纳维拉尔角空军基地,航天发射场37号发射台

动用火箭:德尔塔4中型火箭

发射任务:GPSIII SV02(全球定位系统第三代第二颗卫星)

部署轨道:20200公里高度的中圆地球轨道

发射商:ULA美国联合发射联盟

主要看点:第三代GPS卫星重磅来袭;一代名箭德尔塔4中型火箭最后一飞


德尔塔4中型谢幕飞

这枚高达63米的德尔塔4中型火箭,在美国东部时间8月22日上午9点06分喷薄而出,缓缓升空,随着发动机喷嘴调整推力方向,从卡纳维拉尔角向东北方向飞去。

这枚单筒火箭拖拽着长长的白色尾迹,看起来像是在历史天空留下最后一抹……

这次发射引得大批公众驻足目送,前来送别最后一枚德尔塔4中型,一箭飞天。

这是从2002年11月首飞以来,德尔塔4中型火箭第29次、也是最后一次发射。也是德尔塔4型火箭小家庭的第40次发射,还是德尔塔火箭大家族的第384次发射。



一代名箭退出历史

德尔塔4中型火箭出身名门望族,由ULA美国联合发射联盟公司制造。

箭高63米,直径达5米,质量达250吨,采用两级模式,第一级通常由一个氢燃料RS-68A主发动机 + 两个固体火箭助推器捆绑提供动力,可产生超过120万磅的推力(相当于544吨)。近地轨道运力LEO可达11吨;地球同步转移轨道运力GTO可达4吨多。

德尔塔4中型火箭具体又细分为4款:基本款(发射3次)、M+ 4,2(发射15次);M+ 5,2(发射3次);M+ 5,4(发射8次)。合计发射29次,全部成功。

客户基本上是美国官方机构,美国国防部、美国国侦局、美国大气与海洋管理局等。

每次发射价高达1.64亿美元(这比SpaceX推出的全球现役最强火箭重鹰1.5亿美元还要高)。这也是德尔塔4中型火箭退出历史的主要原因之一。

发射价多年来高企不降,质疑声一直不断,再加上SpaceX、蓝色起源等起诉政府发包不公,让发射商、政府客户、美国国会倍感压力山大,就这样多边博弈的结果,必然有人要出局,至少要断舍离。

作为美国航天界老牌儿「国企」,ULA断舍离的可不止德尔塔4中型火箭,2018年退役的是德尔塔2型,2023年全退的是德尔塔4重型火箭(外貌看起来的区别:4重型是三筒火箭捆绑,4中型是单筒火箭)。

德尔塔4重型火箭(Delta 4 Heavy)作为全球目前第二强火箭,每次发射价更是夸张,高达3.5亿美元。这就意味着只有政府部门才会用、用得起。尽管最新报价已经降至3亿美元,不过也还是无法阻止退役的脚步。

德尔塔4重型还有5次发射,直到2023年底彻底退出。到时候将被火神火箭(Vulcan)所取代。

德尔塔火箭相继谢幕飞,最后荣耀献给美国军方

第三代GPS卫星重磅来袭

这次部署卫星GPS III SV02,意思是第三代全球定位系统第二颗卫星。卫星客户:美国空军。

前10颗都属于Block IIIA版本,全部由洛克希德·马丁公司A2100卫星平台制造,每颗重达3.68吨,设计寿命15年,运行在20200公里高度的中圆地球轨道。

号称全球最强大卫星导航系统的GPS(全称Global Positioning System),从20世纪70年代起步,一直都是美国军方研制运营的卫星导航系统,只是从里根时代到克林顿时代,逐步开放到全球民用而已。总计部署过72颗,目前在轨运行31颗,民用精度为5米,军用精度30厘米以内。

下一代GPS(也称第三代GPS),由32颗卫星组成,2018~2025年逐步部署完成。第一颗第三代GPS卫星GPS III SV01,去年底已由SpaceX猎鹰9号火箭成功部署。

GPS III被誉为「史上最强大、抗干扰性最强的定位导航卫星」,是目前GPS II第二代3倍精度、8倍抗干扰能力。

SpaceX收官大作:2小时部署最强GPS卫星


除了GPS,全球卫星导航系统哪家强?

GLONASS(格洛纳斯系统)

俄罗斯版全球导航卫星系统,1976年最早由前苏联开发,作为美国GPS的替代系统,目前是全球范围内精确度、覆盖率第二的导航系统。

2010年,格洛纳斯系统占据俄罗斯联邦航天局当年总预算的1/3强,成为当时最昂贵的大工程,同年实现了对俄罗斯领土的全覆盖。

2011年,部署完成24颗卫星,从而实现全球覆盖。2019年启动最新版的格洛纳斯K2系统。

格洛纳斯系统一直被认为精度和速度不如GPS,这可能跟部署有关,因为24颗在轨卫星中18颗,都是基于俄罗斯本国导航系统使用。客观来说,主要是民用普及度远不及GPS,而不是技术问题。


Galileo(伽利略定位系统)

由欧盟通过欧空局ESA和欧洲导航卫星系统管理局GSA负责建造,预算50亿欧元。计划部署34颗卫星(30颗运行星,4颗备用星),2011年首发第一颗运行卫星(之前发射多颗测试星),2018年开始投入使用,目前在轨运行22颗,2颗正在测试,2颗弃用,2020年全部部署完成。

伽利略导航类似于GPS架构,在中程地球轨道上部署多颗卫星,可以在地球任何一点,最少保证同时同步4颗卫星,提供定位、导航、测速等服务。覆盖范围同样是全球,精度民用免费开放版为1米,商用加密版为1厘米。

伽利略导航再添4颗卫星,2018起用,民用版精度最高

BDS(北斗卫星导航系统)

中国独立自主建设的卫星导航系统,第一代北斗2000年启用,主要为境内提供导航服务;第二代2012年启用,覆盖范围扩大到亚太地区,而且能够提供定位服务;第三代2015年开始建设。目前总计在轨运行33颗卫星,2020年全面部署35颗,覆盖全球。

目前北斗导航系统提供两类服务,包括定位、导航、授时服务——

①开放服务:任何拥有终端设备的用户可免费获得此服务,精度可达10米,测速精度0.2米/秒。

②商用授权服务:可以提供1米的精度,可以收发短信,军用版容量120个汉字,民用版49个汉字。最新一代导航芯片定位精度可达2.5米,海上北斗增强系统的精度,更是已提升到3厘米级。

除了这四大家被誉为全球性外,还有两家区域型导航系统:

QZSS(日本准天顶卫星系统)——由日本主导,澳大利亚、新西兰三方联手,重点覆盖亚太地区,2006年启动建设,目前在轨卫星4颗,总计部署7颗。

IRNSS(印度区域导航卫星系统)——印度、巴基斯坦、阿富汗联手,2013年启动建设,2018年投入使用,目前在轨卫星7颗,计划部署从9颗增至11颗。


此次发射刷新主要数据

德尔塔系列火箭第384次发射

德尔塔4型火箭第40次发射

德尔塔4中型火箭第29次发射

德尔塔4中型火箭最后一次发射

ULA第135次发射

GPS卫星总计第73次发射

GPS第三代第二颗卫星发射

美国今年第19次发射

全球今年第61次发射


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