盘点2018人类军事与商业航天的20个大事件
2018-12-27 15:25

盘点2018人类军事与商业航天的20个大事件

本文来自微信公众号:小火箭(ID:ixiaohuojian),作者:邢强,原文标题:《小火箭盘点2018年人类军事与商业航天20个大事件》,头图来自视觉中国。


临近公元2018年的年末,小火箭在此先祝各位好友新年快乐!


2018年,对于咱们太空探索领域的自己人来说,是个非常值得纪念的一年。


在此,按照小火箭的传统,给出当年的全球军事与商业航天相关的20个大事件。


1. 重新破百



这份年终报告,小火箭从12月初开始动工,到发布之日,我惊喜地发现:人类在2018年确定入轨的太空发射终于能够重新突破100次!


于是,小火箭把这个事件作为今年的20大事件的开篇。


小火箭联合会成立十年来,每年都发布相关的统计报告。



今年(2018年),小火箭把人类自公元1957年10月4日把第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号送入太空到2018年12月24日的所有能够确定入轨的发射统计如上图。


1957年,1次;1958年,6次,这是人类仅有的入轨次数为个位数的两个年份。


在1959年,人类成功发射了10枚运载火箭,将10颗卫星送入预定轨道,开始进入发射两位数的时代。


到1962年,人类的入轨发射次数就已达65次,突破50次大关。


在1965年,人类的入轨发射次数达到了108次,首次进入三位数时代。


从1965年到1990年,这26年间,人类的入轨发射次数(注意,所有统计均已排除未成功的尝试)一直保持在三位数。


从美国宇航局的逐年统计预算情况上,我们也能够看到这些年来的太空探索领域的变化。


1990年,是近28年来,人类最后一次达到年入轨发射数量超过100次的年份(114次)。这一年,苏联即将迟暮,美苏争霸的双超级大国格局进入尾声。


1991年,人类全年入轨发射数量为86次,火箭发射陷入低迷。


这个局面,一直到2017年也没有得到本质上的改观(83次)


因此,2018年人类入轨发射数量突破100次,具有特殊的象征意义:


那个离开我们达28年的太空探索黄金时代,开始回归。



仅猎鹰-9号运载火箭这一个系列,在小火箭撰写本报告的时候,就已经完成了全年21次的发射量,占全球所有运载火箭发射次数的19.4%。



人类太空探索的新的黄金时代,到来了。而且,是以商业航天崛起的新姿态走来的。


2. 重型猎鹰



公元2018年2月6日,协调世界时20点45分00秒,SpaceX公司的重型猎鹰运载火箭在人类太空探索圣地卡纳维拉尔角发射中心的LC-39A发射场成功点火。


有关该发射场,详见小火箭的公号报告《厉害!龙飞船复活美国尘封多年太空圣地》


就是在这同一个地方,那一汪清澈的水,那一片深邃的蓝,在1967年11月9日,目视阿波罗4号无人飞船搭乘人类第一枚土星5号火箭升空。那是土星5号火箭第一次向世界展示自己,同时也是39A第一次正式运营。



1969年7月16日,还是在这个地方,人类开启航程,随后完成了首次登月任务。“这是我个人的一小步,却是全人类的一大步。”这句话通过电视直播,向全世界传递了这个事实,让公众共同分享了人类登月的喜悦。



公元1981年4月12日,哥伦比亚号航天飞机首次发射升空,执行STS-1任务(也就是人类历史上,航天飞机的第一次正式任务)



矗立在卡纳维拉尔角LC-39A的重型猎鹰运载火箭,在航天飞机全部退役之后7年,续写传奇。


她发射的时候,离最新的一枚土星5号系列运载火箭的发射也已经是整整45年前的事情了。



重型猎鹰运载火箭,全高70.01米,芯级直径3.66米,采用二级构型,其中第一级为三芯级并联设计,起飞质量为1420.788吨,其起飞推力相当于18架波音747客机推力之总和。


重型猎鹰运载火箭的近地轨道运载能力为63.8吨,为人类现役运载能力最强的火箭。


我们等了45年,终于等到了能够再次看到人类重新获得60吨以上的近地轨道运载能力的这一天。


重型猎鹰运载火箭的地球同步转移轨道的运载能力为26.7吨!这是什么概念呢?只要有需求,该型运载火箭能够用来建设和如今的国际空间站体量相当的地球同步轨道空间站。




她的奔火星轨道运载能力为16.8吨,奔冥王星轨道的运载能力为3.5吨。



当天(2018年2月6日),重型猎鹰运载火箭的两枚助推器自主陆上回收着陆的场景。


通过可重复使用的设计,重型猎鹰运载火箭的发射报价控制在9000万美元的量级。相较于其运载能力,发射近地轨道载荷的成本会极低。


该火箭是人类少有的能够将发射成本控制在3000美元/公斤以内的运载火箭(控制在1万美元/公斤以内已经是优秀水平了)


理想状况下(整流罩包络约束能够达到的话),其发射成本为1411美元/公斤。



注意,重型猎鹰的首次发射,其载荷上面的一块电路板:产自地球,人类制造。


这种不轻言你们和我们的说法,这种跨越国籍和种族的宣言,近10年来,已经越来越罕见了。


3. 嫦娥四号



公元2018年5月20日,人类首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星鹊桥号顺利升空。这个425公斤重的小家伙却有着直径达4.2米的硕大天线。


(这是人类深空探测器史上,被探测器所携带进入太空的最大口径的通信天线。)


随后,鹊桥号进入近地点高度200公里,远地点高度40万公里的地月转移轨道。


2018年5月25日21时46分,鹊桥号成功实施近月制动。6月14日,鹊桥号经过调姿飞行,正式进入绕L2点,距离月球6.5万公里的轨道。


人类第一次具备了长期驻守在位的地月通信中继能力。


在2018年12月7日,协调世界时18点23分,嫦娥四号月球探测器搭乘一枚长征3号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功。




预计在2019年1月3日,嫦娥四号将软着陆在月球南极艾托肯盆地的冯·卡门火山口内。


这将是人类第一次尝试进行月球背面的软着陆。


南极-艾特肯盆地是月球背面一座巨大的撞击陨石坑,直径为2500公里,深13公里,最大落差(从坑底最深处到最高壁顶处)16.1公里。南极-艾特肯盆地是太阳系中已知最大的撞击坑,也被公认为是月球上最大、最古老和最深的撞击盆地。在这里软着陆的嫦娥四号,将会碰触到月球最为远古的那场撼天动地的撞击所留下的遗迹。


4. 星链计划



公元2018年2月22日,协调世界时14点17分00秒,一枚猎鹰9号运载火箭B1038.2从美国范登堡空军基地SLC-4E工位成功点火,随后将星链计划的2颗技术验证先导星送入预定轨道。



从南极(捂脸)地区看起来,是上图这个样子的。此时,星链星座还没能照顾到南极地区。



慢慢补全的第一步星链星座。



而SpaceX公司的星链计划,需要11943颗卫星,其总量已经超过了史上最畅销的喷气式客机波音737的产量。


有关低轨星座的详细分析,见小火箭的公号报告《小火箭聊SpaceX的星链天基互联网星座》


中国的虹云工程和鸿雁星座这两大低轨星座也正在建设中。


在小火箭写本报告的时候,在2018年12月21日,协调世界时23点51分,虹云工程的首颗卫星已经搭乘长征11号运载火箭在酒泉发射成功。


鸿雁星座的首颗卫星,预计在2018年12月29日的4点钟在酒泉发射,预祝圆满成功。


低轨星座,在2018年,开始进入全球全面建设的时期。


5. 组建天军



公元2018年6月19日,美国现任总统下令,开始筹划组建天军。


时任美国总统:“谈到美国的国家安全问题,美国在太空中的存在感还是远远不够。我们必须让美国在太空中占据优势。非常重要的是,我觉得有必要命令五角大楼立即开始相关进程,让太空部队成为美军的第六兵种”。



当日,美国白宫发言人莎拉·桑德斯证实:“总统要求国防部就该问题(指的是组建天军的问题)开始工作。我们正在实施组建过程的初步阶段。为此,我们将与国防部以及其他有关部门开展积极的合作。”


在3月份,小火箭是这么说的:




有关小火箭的这份预测性报告,详见小火箭的公号文章《小火箭 | 对美国最新的国家太空战略的分析》


当时,小火箭给出了做出这项预测的依据:就是《美国国家太空战略》中的一个词:resiliency(弹性)


小火箭认为,美国新组建的天军的誓言或者箴言,会是类似这样的表达:


任何对美国在太空的核心利益构成威胁或者伤害的,都将遭到美国天军在选定的时间,在选定的地点,对选定的领域,以选定的方式进行的有力回击。



有关美国天军的组织架构和战略预判,详见小火箭的公号报告《小火箭的预言成真:美国准备组建天军部队》


人类是好战的,哪里有人类,哪里就会有冲突。在这个地球上,有史以来,真正和平的日子并不多。随着技术的发展,如果在未来爆发冲突,那么战火延烧到太空的可能性是非常大的。所以,我们在现在就应该做好充足的准备。


美国天军的军事行动烈度,小火箭暂定为3个级别:阻止,反击和击溃。


阻止,可以用军事演习、外交等多种手段来展示己方太空作战的能力,不战而屈人之兵,迫使对方妥协;


反击,就是在阻止策略无效的情况下,发动烈度有限的局部太空军事行动,用干扰的方式实施软杀伤或者直接击毁对方航天器,甚至可以俘获航天器;


击溃,就是在反击之后遭受抵抗或者报复的时候,无限制上调作战烈度,不惜以全球丧失进入太空的机会为代价,赢得太空战的胜利。


不过,美国天军的组建过程是否会顺利,在触动美国空军、美国国侦局等多家重磅单位的利益的时候,整个过程是否会有反复呢?


6. 星际荣耀



公元2018年9月5日,北京星际荣耀空间科技有限公司在中国酒泉卫星发射中心成功发射了双曲线-1Z固体亚轨道火箭。


这次发射,双曲线-1Z亚轨道火箭的最大飞行高度超过了175公里,最大飞行速度1.6公里/秒,飞行时长超过450秒。


火箭发射升空后,在预定的高度完成了整流罩分离、星箭分离等关键动作,完成了包括火箭组合导航、制导和控制方案验证;地面测发控方案验证;箭上主要单机功能验证,以及一级发动机落点控制验证等在内的多方面关键技术验证,为后续双曲线一号入轨运载火箭的研制、发射及未来可回收液体运载火箭的研制奠定了坚实的基础。



虽然这是一次亚轨道发射,但是这是中国的民营商业航天企业首次在国家发射场实施并完成发射任务。体现了国家发射场向商业航天领域进行开放的信心和决心。


小火箭作为国家商业航天发射场论证项目的高级顾问,也将会一如既往地为推动相关领域的发展做出努力,和大家一起,奋力应对已经近在眼前的频率和轨道资源的战略级的国际竞争。


7. 蓝箭航天



公元2018年10月27日,北京时间16点00分,中国首枚具备入轨能力的民营航天商业运载火箭朱雀一号在酒泉卫星发射中心升空。


火箭点火成功,一级弹道正常,我目视朱雀一号火箭在戈壁滩的发射工位升空。一二级分离正常,二级工作正常,二三级分离正常,三级发动机点火正常,抛整流罩正常,三级滑行段飞行正常。


但是,第三级工作过程中出现了异常情况,导致卫星未能入轨,随后卫星坠入印度洋。


这是中国民营商业航天产业向在轨交付这个核心能力的首次尝试和挑战。



小火箭作为此次项目方的总顾问,从策划到发射,亲历较多,感触颇深。有关情况的说明,详见小火箭的公号报告《小火箭对朱雀一号发射的情况说明》


美国俄亥俄州立大学太空政策研究院院长约翰·哈雷克:


毫无疑问了,商业航天的存在性是真实不虚的。未来,蓝箭航天以及其他商业航天企业如果想要在崛起的商业航天产业中立于不败之地,还需要关注三个重要因素:发射成本、交易程序和在轨交付的可靠性。


要对蓝箭航天再提一下的是:交付的可靠性需要时间和经验的积累。有时候,挫折是难免的。毕竟商业航天本身并不是个容易到谁都能干的那种买卖。我们回顾过往,就能发现,像SpaceX和蓝色起源这样的商业航天企业,都是直面了不少失败的。



香港卫星市场研究机构创始人布莱恩·柯西奥:


如果蓝箭航天的这次发射取得成功,就将会是中国航天发展迈出的重要一步。总的来说,如果此次发射成功,卫星能够成功入轨的话,将会给中国商业航天产业带来一个重大的转折。


小火箭联合会MRU年终报告上,联合会轮值主席邢强做了时长45分钟的总结汇报。这里不再多言,只给出对此次发射的汇报结语:


Even the weariest river winds somewhere run into the ocean.


河流虽会历尽险阻,终究蜿蜓汇入大洋。


8. 奔赴水星



人类最新款的水星探测器贝皮可伦坡号在2018年奔赴水星。


发射时刻:公元2018年10月20日协调世界时1点45分28秒;当地时间2018年10月19日上午10点45分28秒。


发射地点:库鲁航天中心第3号工位(发射综合体),坐标:北纬 5° 14′ 14″ N;西经  52° 45′ 38″ W。



发射后,贝皮可伦坡号将通过1次飞掠地球、2次飞掠金星、5次飞掠水星的方式,借助引力弹弓效应来大量节省燃料,最终在2024年年底,减速到1.758公里/秒时,被水星引力所捕获,进入绕水星轨道。




这是人类第3颗奔向水星的探测器,同时也是第2颗能够实现环绕水星飞行的探测器。


9. 奔向太阳



公元2018年8月12日,帕克探测器,人类有史以来最强大的太阳探测器在德尔塔IV重型运载火箭中静待被发射升空,准备开启为其7年的“触摸太阳”任务。




公元2018年8月12日,协调世界时7点31分00秒,北京时间15点31分00秒,这枚德尔塔IV重型运载火箭从卡纳维拉尔角第37号发射场点火成功,随后将人类有史以来最强的太阳探测器帕克送入预定轨道。


帕克探测器升空后,在为期7年的旅程中,将要创造这样的历史:


帕克将成为人类最靠近太阳的飞行器;


帕克将创造人造物体飞行速度的新的世界纪录;


当靠近太阳的时候,从帕克的眼睛中看到的太阳,会比我们从地球上看的太阳还要明亮625倍!


帕克将为我们揭开有关太阳的很多谜题的答案。



帕克探测器,是美国宇航局NASA,有史以来,第一次以一位仍然在世的科学家的名字来命名一枚探测器。


帕克探测器能够飞多快?





在巨舰大炮时代,战列舰是一切军舰的王者。


上图和上上图是衣阿华战列舰BB-61的9门16英寸(406毫米)主炮进行齐射的场景。


通过瞬间燃尽300公斤重的发射药,406毫米口径的巨型炮弹能够获得20.55海里,也就是38.06公里的射程!


这样的战列舰主炮炮弹的出膛速度远远超过声速,其1.225吨的弹头,拥有762米/秒的出膛速度。而862公斤重的战列舰专用核弹头,则拥有820米/秒的出膛速度,是声速的2.4倍。


帕克探测器的最大速度,是战列舰主炮炮弹出膛速度的234倍以上!




小火箭:从初始动能的角度来看,我们命中太阳所需的动能是彻底飞出太阳系所需动能的4.78倍!


由此可见,对于从地球表面出发的人类来说,往太阳系外面飞,要比往太阳系里面飞容易得多!


10. 永别了,开普勒


公元2018年10月30日,美国宇航局NASA宣布,预计工作寿命为3.5年的开普勒望远镜因燃料耗尽,在超期服役直至工作9年7个月零23天后,彻底退役,停止了她的所有在轨科学探索活动。



公元2009年3月7日,协调世界时03时49分57秒465毫秒,开普勒望远镜,从1987年到2009年,历经22年,终于从设想迎来了发射升空的时刻。



开普勒望远镜,将会为我们揭开一个终极问题的答案提供关键线索。


这个问题就是:我们人类,在宇宙中到底是不是孤独的?



上图展示了开普勒望远镜的主要观测区域,位于银河系第一道曙光的区域,在天鹅座和天琴座之间,靠近织女星。




开普勒望远镜在发现了2662颗系外行星之后,耗尽了最后一滴燃料,带着满满的收获和无尽的好奇心,温和地走入了那个良夜。


11. 巨额并购


美国当地时间公元2018年6月5日,联邦贸易委员会于正式批准了诺斯罗普·格鲁曼公司收购轨道ATK公司的诉求。



92亿美元的收购款项中,有78亿为美元现金,另外的14亿美元为诺斯罗普·格鲁曼公司代替轨道ATK公司偿还的债务。


这次成功的并购,有望让体量剧增的诺斯罗普·格鲁曼公司在2018年的营收达到甚至超过300亿美元。



按小火箭2018年的最新统计数据,诺斯罗普·格鲁曼为全球第四大军火巨头,仅次于美国洛克希德·马丁、美国波音和英国BAE三大军火巨头。


而按照小火箭预计,今年英国BAE的营收会在275亿美元到290亿美元之间。不出什么意外的话,在2018年,全球军火巨头的版图将会改写,诺斯罗普·格鲁曼将会成为新的全球第三大军火巨头。美国也就同时把三大巨头收入囊中,成为世界上少有的拥有千亿美元规模军火集团的国家。


全球军火巨头与航空航天领域的发展,将会更为集中,新的发展模式开始了。





轨道ATK公司的安塔瑞斯运载火箭。


诺斯罗普·格鲁曼花费92亿美元收购了轨道ATK公司之后,终于获得了几十年来梦寐以求的运载火箭技术。



最为明显的影响就是:


继洛克希德·马丁和波音之后,美国出现了第3家同时拥有卫星整星研制、火箭研制、战术导弹研制、洲际弹道导弹研制、战斗机研制、轰炸机研制这六大军火研制能力的巨无霸集团。


12. 洞察火星





2018年5月5日,洞察号火星探测器搭乘宇宙神V401运载火箭从范登堡空军基地SLC-3E发射场成功发射后,经过6个半月的飞行,穿越4.84亿公里后,于今年(2018年)11月26日,成功进行了火星着陆。





虽然洞察号是人类第8个着陆火星的探测器,听起来不稀奇了。但她实际上还是人类第1个专门设计用来探究火星内部情况的探测器。(用40天的时间向下钻探5米。)


在火星诞生以来的45亿年的时间里,还是第一次有这么一个人类的探测器对她的神秘而又深邃的内心进行聆听。


这是洞察号在2018年12月1日传回的火星上的风声。这是人类第一次通过探测器聆听火星上的夏日午后的风之清扬。(注意:前17秒,用手机或者平板电脑,听不到声音。因为火星的大气密度只有地球大气的1%,其空气振动的频率非常低,已经超出了一般人耳能够听到的最低频率阈值。不过,有低音炮的话,可以寻找原声来尝试感受一下。)


随后的声音,是把频率倍增了100倍后的样子。这短暂而悠远的声音,就是人类对火星的风的第一次感性接触。



此时此刻,日、地、火的相对位置关系为:


地球距离太阳:8.20光分;


地球距离火星:10.03光分;


火星距离太阳:12.02光分。


太阳、水星、金星、地球、火星和木星恰好组成一个螺旋状排布。



洞察号火星探测器最新传回的自拍照,向地球上的人类报平安(由11张自拍照片拼接而成)


13. 阿根廷星




公元2018年10月8日,协调世界时02点21分,SpaceX公司的一枚猎鹰9号Block 5型运载火箭在范登堡空军基地点火成功,随后将阿根廷的一颗合成孔径雷达对地观测卫星送入预定轨道。


对于SpaceX公司来说,这次发射有着重要的意义:这是在范登堡空军基地发射场第一次尝试第一级运载火箭返回发射场附近的陆上回收。





考虑到发射窗口的约束,这次是在当地时间的夜里发射的。而陆地回收的弹道特殊性,让这次发射展示出了非同寻常的美。


有关可重复使用运载火箭的陆上回收弹道,详见小火箭3年前的报告《猎鹰9号:SpaceX公司的成名之作》


不过,这次发射能够入选小火箭2018年盘点的20个大事件,并不仅仅是因为她的美,而是和阿根廷这个国家有关系。



阿根廷SAOCOM高性能合成孔径雷达对地观测卫星,是这次发射的唯一载荷。


这么豪气?专星专箭?


没错的。


阿根廷在这个卫星项目里,豪投了6亿美元(小火箭注:相当于41.39亿人民币)


这是阿根廷,乃至是整个拉丁美洲近几十年来技术难度最高、单项投入最大的科技项目,同时也是拉丁美洲近几十年来最大的太空探索项目。


背景提升:阿根廷投入这6亿美元的时候,本身已经深陷困境。因为阿根廷比索的大幅贬值和今年的超强干旱,阿根廷已经向国际银行签署了500亿美元的备用救急融资协议。


在强制对本国出口的小麦、大豆和玉米征税和冒着背负巨额债务的风险的同时,阿根廷勇敢地在太空领域追加投入。


可以说,阿根廷拼了。



上图就是拉丁美洲最牛卫星:阿根廷国家农业星。



通过这颗星的项目,阿根廷培养了不少卫星总体、结构和测控专业的技术人员,其本国的相关科研设施和科研机构也逐渐变得健全。


小火箭认为,有理由相信,未来,在南半球,阿根廷会是商业航天领域的一个新的增量市场,或者采购大户,甚至是技术输出方。



阿根廷,这个领土面积位居世界第八,拉丁美洲第二,西班牙语诸国之首,人口超过4100万的国家,在拉丁美洲率先掌握了卫星运营的能力,同时已经在今年(2018年)在国际商业航天市场上崭露头角,前途不容小觑。




阿根廷是农业大国,素有南美粮仓之称。而且该国的农产品有很大一部分用于出口。其本国人民,只有7%的人从事农业,但是15%的农业用地租给了国际农业巨头。


阿根廷50%的外贸收入,来自于农产品的出口,以大豆、小麦和玉米最为有名。



阿根廷的6亿美元合成孔径雷达卫星,主要就是用来收集农业数据,发展出口为主的精准农业和智慧农业的。


该卫星每天可以拍摄500张图像。任务集中在两个方面:一个是测量阿根廷潘帕斯草原或低地的土壤湿度,另一个是探测和搜集自然灾害和人为灾害数据,对洪水、山体滑坡、石油管道泄漏、火灾、地震和火山喷发等多种情况进行监测。



另外,阿根廷还正在准备和意大利进行合作,进一步提升其对地观测能力。


这是阿根廷这个国家十年来第一次出现在小火箭的盘点上,我就再多说几句。


阿根廷的合成孔径雷达计划有2颗星,预计使用寿命为5.5年。今年(2018年)打了一颗,明年还将再打一颗。



这两颗卫星的轨道高度为620公里,收集的数据主要用于农业,渔业,采矿,地质,城市发展和灾害管理,另外也提供给一些特殊用户使用。




实际上,阿根廷是所有拉丁美洲国家当中,最早建立太空部门的国家。在1952年,阿根廷成为国际宇航联合会的创始成员。


他们的风暴系列运载火箭也在快速发展中。预计2019年,阿根廷也将成为首个拥有小火箭联合会成员资格的拉丁美洲国家。


另注:1957年,阿根廷自主研制并成功运营了拉丁美洲第一座研究用核反应堆。


14. 世界第一


在小火箭发布本报告的时候,中国的太空发射次数,达到了38次,占全球所有发射的33.3%,为世界第一。


中国的发射次数,恰好占全球发射总次数的三分之一。位居第二的美国,其发射次数为34次。


这是中国第二次在全年发射次数上,站到世界第一的位置(上一次是在2016年,和美国均以22次发射,并列世界第一)



2018年,中国首次独居全年发射次数世界第一的宝座。长征3号和长征2号两大运载火箭系列,分别以14次和13次的发射数量,为中国的运载火箭发射量做出了大贡献。


尤其值得一提的是,中国的北斗导航系统,2018年全年,以10次发射,18颗卫星入轨的规模,成为了世界上建设速度最快的导航星座。


小火箭期待在2019年,北斗导航系统剩余的规划中的12颗卫星也能够全部顺利入轨,从而在2020年之前完成北斗导航系统太空部分的全面建设,服务全球。


不过,在商业航天领域,中国仍需奋起直追。


刚刚,SpaceX的马斯克发布消息:


中国航天的进步速度惊人,今年(2018年),中国的太空发射次数首次超过美国。


但是,值得我们深思的是,SpaceX在这一年实现了21次发射,从型号角度来说,猎鹰9号运载火箭是今年发射数量最多的。而在2017年,SpaceX的猎鹰9号运载火箭以18次的发射数量追平了中国所有型号的火箭发射次数之总和。


今年,这一家民营商业航天企业的发射数量,占美国所有发射数量的61.8%,可以说是以一己之力扛起了美国太空领域的大半个江山。


然而,中国民营商业航天企业在今年的入轨尝试发射仅1次。在商业航天产业领域,中美的差距还是太大了。


随着今后以低轨星座为代表的新太空竞赛的开启,在占频保轨的竞争中,商业航天有着不容推卸的责任和巨大的潜力。小火箭希望我们再接再厉,把商业航天产业做大做强,与中国在太空领域的技术水平和现有的经济体量相匹配。


15. 瓦力伊娃



洞察号火星探测器,是人类所有8个成功着陆火星的探测器中,最快向地球传回数据的。


上图这张几乎是立刻就传回的图像显示,洞察号甚至还没来得及把镜头的防尘盖取下来。



这得益于人类首次发射的在绕地球轨道以外的遥远地方运行的两颗立方星:瓦力和伊娃。(嗯,没错,就是得名于2008年的那部动画电影。)



瓦力和伊娃(MarCo-A、MarCo-B)是一对立方星,用来帮助洞察号在进入火星大气、下降和着陆阶段与地球进行中继实时通信(当然,要考虑电磁波以光速向地球飞奔而来的8分钟的延迟)



瓦力和伊娃,采用了完全一样的设计,互为备份。


他们是6U立方星(30厘米×20厘米×10厘米),连同洞察号一起发射。进入绕火星轨道后,他们与巡航平台分离,并从登陆器两侧飞向火星。在洞察号突进火星大气时,他们在火星上方飞行,并与洞察号实时传输信号。



这是小勇士瓦力这颗立方星在2018年5月9日回望地球和月球时拍摄的照片。


这个鞋盒子大小的卫星,肩负向人类证明立方星的无限潜力的重任,当然也有着想念故乡的瞬间。



瓦力在环绕火星飞行的过程中,对火星大气情况进行勘测。


瓦力和伊娃项目,总花费仅1850万美元,相较于动辄10亿美元起的其他火星探测项目,他们以不到2%的投入获得了30%左右的科研回报。


这次成功的技术演示,证明了立方星不仅仅能够在地球近地轨道或者月球轨道的教学领域和科学传播领域发挥作用,更是能够进入行星际空间,为更加深远的行星探测项目贡献力量!


16. 首次商载



2018年1月21日,协调世界时1点43分,名为“仍是测试”的电子号运载火箭在新西兰的发射场发射成功,完成了她的首次成功入轨发射,将3颗立方星送入预定轨道。


2018年11月11日,名为“这是商载时刻”的电子号运载火箭完成了在2018年的该系列火箭的第二次成功发射,随后以一箭七星的方式把7颗立方星送入预定轨道。


在2017年5月25日,电子号运载火箭首次发射当天,小火箭给出了详细分析。小火箭对该型火箭的跟踪分析已有较长的时间了。详见《电子火箭:小火箭聊在新西兰发射的新型小火箭》



有三项技术需要特别关注:


第一,箭体大量采用的复合材料技术;


第二,也就是电子号得名的原因,它是世界上首次采用电驱动涡轮泵代替传统燃气驱动的化学火箭;


第三,电子号的卢瑟福发动机有60%的零部件采用了3D打印技术,最快24小时,就可以打印出一台发动机。


还有一点值得注意,电子号火箭480万美元的发射报价,是能够在未来与中国商业航天的固体运载火箭的报价处于同一数量级的。


欢迎电子号,这个小家伙进入国际太空发射力量大家族。


17. 三代导航



2018年12月23日,协调世界时13点51分,美国空军第三代GPS导航星首星搭乘SpaceX的一枚猎鹰9号Block 5型运载火箭升空。


经过1小时56分钟05秒的飞行,GPS卫星顺利进入预定轨道。


这是美国空军第三代GPS导航星座A组的十颗卫星中的第一颗。


这些卫星都是全球第一大军火巨头洛克希德·马丁公司研制的。



这次发射,有着巨大的象征意义。


读过小火箭《小火箭讲述人类军用与商业航天发展简史》的好友们,或许还记得波音和洛克希德·马丁把发射业务合并后,在2006年到2016年的十年垄断。


垄断局面被打破,是在2016年4月27日,那个位于加利福尼亚州霍索恩的名为太空探索技术公司(SpaceX)的小企业,以8270万美元的超低发射报价签下了美国空军的GPS卫星发射订单。



这是人类太空发展史上,第一次由一家纯民营的商业航天企业为军方发射卫星。同时,也将垄断巨头的1.8亿美元的发射报价推入了历史的尘埃之中。


这个订单,意义非凡。而2018年12月23日的这次发射,就是对这个订单的履约。



GPS三代卫星,拥有更高的定位精度和更强的抗干扰能力,能够为军事和商业以及消费级应用提供更为可靠的服务。


目前的十颗星,有5颗的发射合同已经签给了SpaceX,发射报价均在1亿美元以下。这些卫星,单星造价为5.77亿美元。


18. 最小运载



2018年是有趣的一年。这一年,人类拥有了近地轨道运载能力超过60吨的现役最大运载火箭重型猎鹰,也拥有了具备入轨能力的最小运载火箭SS-520。



SS是S系列探空火箭(Sounding Rocket)的缩写(有关日本运载火箭的命名系列以及字母传统,详见小火箭的报告《小火箭 | 日本导弹与航天工业发展简史》《小火箭 | 日本究竟有没有研制洲际弹道导弹的能力?》


520,是指该火箭的直径为520毫米。类似的,还有SS-160、SS-210、SS-310等直径分别为160毫米、210毫米和310毫米的探空火箭。



2018年2月3日,协调世界时5点03分,SS-520运载火箭成功发射。


该火箭把东京大学一颗3U的立方星送入轨道。这是SS-520运载火箭首次实现入轨。


2018年8月21日,卫星再入大气焚毁。



SS-520,是人类现役的最小的具备入轨能力的运载火箭,采用三级固体串联构型,长9.541米,直径0.520米,发射质量2.6吨(相当于4头亚洲奶牛),近地轨道运载能力为4公斤(4盒1L的牛奶)


19. 永别雷神



公元2018年9月15日,协调世界时13点02分,一枚德尔塔II运载火箭在范登堡空军基地SLC-2W发射场点火成功,将美国宇航局一颗对地观测卫星送入预定轨道。


随后,德尔塔II运载火箭的运营商联合发射联盟宣布,该系列运载火箭全部退役,从此德尔塔II火箭进入历史。


在连续第100次成功发射之后,她突然告别发射市场,留下了一段传奇。


实际上,德尔塔II系列运载火箭可以说是迄今为止人类拥有的发射成功率最高的运载火箭(连续100次金身不破,是百发百中的火箭,总共156次发射中,只有1次发射失败,1次部分成功,其他都是圆满成功)



德尔塔II系列运载火箭为人类的太空探索事业做出了卓越贡献。


小火箭举部分例子:火星探路者、勇气号、机遇号、凤凰号、火星奥德赛这些火星探测器,都是德尔塔II火箭发射的;


24颗GPS导航卫星是她发射的;第一代铱星星座中,有60颗卫星是她送上去的。


第一颗环绕矮行星的探测器黎明号,第一颗环绕水星的探测器信使号,也都是德尔塔II运载火箭发射的。


开普勒望远镜、施皮策望远镜也是她送入轨道的。



德尔塔II系列运载火箭的第二级采用偏二甲肼/混肼50常温有毒推进剂。


随着该系列火箭的正式退役,人类向在太空探索领域中远离有毒推进剂的目标又迈出了坚实的一步。


德尔塔II系列运载火箭,属于雷神弹道导弹/运载火箭家族,是整个家族最后的一个后裔。


因此,她的退役也标志着创造了太多传奇的雷神家族正式走入历史。


有关雷神导弹家族,详见小火箭的公号报告《雷神导弹:跨越大西洋,瞄准莫斯科》



雷神导弹/火箭,测试了人类最早的实用性洲际弹道导弹的弹头再入状态,发射了人类第一颗间谍卫星,进行了人类最早的一箭多星发射。



后来,雷神导弹作为运载火箭的第一级,一直沿用到了2018年9月份。考虑到这是1957年的设计,其延续长达61年的使用周期,也足以使其载入人类工业技术史。


 小火箭注:德尔塔这个名字,虽然看起来和雷神关系不大,但该火箭其实的确是雷神家族嫡传。早些年,工程师为了提高雷神火箭的运载能力,加装了第四级。但是他们想不出好听的名字,干脆就把火箭叫做雷神-德尔塔火箭(德尔塔是第4个希腊字母,代表加装了第四级)。后来该火箭发射次数越来越多,平时为了方便,就只叫她的小名德尔塔,省去了雷神这个姓氏,后来干脆就定名为德尔塔了。


20. 通信卫星



2018年12月4日,法属圭亚那库鲁航天发射中心,一枚阿丽亚娜-5运载火箭将印度GSAT-11通信卫星送入预定轨道。


该卫星重5.854吨,是印度研制的最重的人造地球卫星。该星的研发成本,换算成人民币,为60亿元。



无论是从研发周期、投资规模还是技术先进程度来看,这都是印度在民用卫星领域的最大项目。


该卫星目前已经定点在东经74°的地球静止轨道上。


GSAT-11卫星拥有40个Ku/Ka波段转发器,能够为印度和其周边区域,尤其是周边岛屿区域提供高度网络服务。其总带宽高达16G/s。


今后,印度在电子商务、远程医疗等领域将会继续投入力量,与火箭和卫星产业产生更多交集。


小火箭另外注意到,在这颗卫星入轨之时,印度在21天之内,完成了2次运载火箭的发射和3颗卫星的运营任务,也在逐渐向高密度发射和高强度运营方向努力着。


结束语



注:上图2018年应该还有2到4次的成功入轨统计,详细的情况,咱们明年说。


未来会怎样?


按小火箭的估计,2019年的年发射量将会超过2002年、2003年和2004年这3年的入轨发射量之总和。


预计2019年,人类将有174次发射,成为人类有史以来发射次数最多,累计发射质量最大的一年,其增幅达到了61%!


2019年,全球几大航天强国的低轨星座的建设会提速;小火箭联合会十一年来首次准备扩充工程师名额;


中国的北斗导航星座的建设进入收官阶段;中国新一代载人飞船亮相;中国的嫦娥四号完成人类首次月球背面软着陆,嫦娥五号发射准备实现月球采样返回;中国首次尝试进行运载火箭的海上发射。


中国民营商业航天产业再次挑战入轨发射;中国长征3号运载火箭挑战第100次发射,即将成为中国第一个发射次数达到3位数的运载火箭系列;中国长征2号丁将首次尝试在西昌发射中心进行发射;快舟11号运载火箭将完成处女航。



美国新一代铱星加快建设速度;SpaceX、波音和内华达山脉以及蓝色起源公司都将向实现载人飞行努力,美国将在2019年恢复中断了8年的载人能力;维珍集团的首款运载火箭将会亮相;萤火虫运载火箭迎来首次发射。


俄罗斯的安加拉系列运载火箭的中型甚至是重型版本,将在2019年秋季首次尝试发射。


全文结束,感谢大家,我们明年,再见!


本文来自微信公众号:小火箭(ID:ixiaohuojian),作者:邢强。

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