李会超:Space X是否遭遇了新年的第一场失败?
答案:也许不是。
1月7日,SpaceX执行了2018年的第一次发射。和以往全程透明的商业和民用发射不同,本次发射升空的载荷是一颗代号为“祖玛”(Zuma)的秘密卫星。在发射前,外界只知道“祖玛”(Zuma)是由美国航空航天和军工领域的巨头诺思罗普·格鲁曼(Northrop Grumman)公司负责设计制造、SPACE X的猎鹰9号火箭全推力版负责发射,而到底是哪个政府或军事机构负责祖玛卫星工程的实施,都列入了保密信息的范畴。
在发射开始后,SPACE X循例进行了了网络直播。在进行商业发射时,直播会一直进行到火箭整流罩打开、载荷入轨、发射正式成功后。然而由于本次发射的保密性质,网络直播在整流罩打开前就中断了,Space X之后也没有透漏祖玛成功入轨的画面。

(发射祖玛卫星的猎鹰9号火箭点火起飞)
祖玛的发射可谓一波三折,这个本来计划在去年11月进行的发射,因为整流罩需要进行进一步检测而推迟到了今年1月。而今年1月4日重新进行的发射,又因为天气原因再次推迟到了1月7日。按照惯例,当一次发射成功后,SPACEX会发布消息予以正式确认。但在本次发射后,Space X却保持了沉默。
在发射进行24小时后,相继有媒体爆出本次发射失败的消息。据华尔街日报和路透社报道,两位不愿透漏姓名的美国官员说祖玛卫星和猎鹰9号火箭的第二级分离失败。按照预定程序,火箭第二级将在发射结束后再入大气层焚毁,分离失败的祖玛卫星也因此失事。但也有哈佛大学的麦克道威尔(Jonathan McDowell)博士等学者注意到,这颗卫星曾经短暂出现在了美国负责太空防务的战略司令部公布的在轨航天器目录中。美国战略司令部通过其所属的太空卫星监测网部署的雷达与望远镜,监测地球上空的所有航天器。对于美国自身的秘密卫星,战略司令部不会公布卫星轨道的具体信息,但会公布卫星代号。祖玛的出现,说明其可能曾经在轨道上工作过一段时间。

(已经安装祖玛卫星的猎鹰9号火箭整流罩,祖玛本身的模样是保密内容)
不少关于本次发射的报道,将发射结果概括为“spaceX发射间谍卫星失败”。但实际上,SPACE X在发射之后的一份声明中表示,基于目前数据分析,猎鹰9号火箭在整个发射过程中飞行完全正常。SPACE X的首席运营官肖特韦尔(Gwynne Shotwell)对于给Space X泼脏水的报道感到非常气愤,怒斥这些报道为“一派胡言”。而卫星制造商格鲁曼公司则表示,对这颗高度机密卫星的状况无可奉告。

(发射祖玛卫星的猎鹰9号火箭航迹)
发射失败对于SpaceX来说并不陌生。在公司创始初期进行技术验证性产品“猎鹰1号”火箭的研发时,曾经遭遇过连续三次的发射失败,险些将这家后来取得巨大成功的私人航天公司扼杀在摇篮中。
在猎鹰9号火箭成功“上线”、开始执行商业发射合同后,SPACE X还遭遇过两次重大失利:2015年6月,为国际空间站发射货运补给飞船的猎鹰9号火箭因为第二级液氧箱中的故障,导致火箭在一二级分离后不久即发生爆炸。2016年9月,为以色列Spacecom发射Amos-6通信卫星的猎鹰9号火箭在地面静态点火试验过程中发生爆炸,不但摧毁了卫星,还连带炸毁了肯尼迪发射中心40号发射架的部分地面设施。此外,回收火箭第一级的尝试也多次出现问题。
但在不断的技术改进后,2017年以来猎鹰9号火箭的技术状态已经全面成熟,不但取得了全年18次发射全部成功的佳绩,还在6月和10月中进行了单月3次的高密度发射,同一发射架两次发射间的时间间隔最短已缩短至19天。凭借猎鹰9号火箭的出色表现,美国在2017年超越2016年与之并列第一的中国,成为了全年航天发射次数最多的国家。有鉴于猎鹰9号火箭的在过去一年的稳定发挥,space X声明中火箭工作正常的说法也就比较可信了。

(正在进行发射前测试准备的猎鹰重型火箭)
目前,Space X的下一代火箭——猎鹰重型正在肯尼迪航天中心的39A发射架上等待发射。以以往的经验看,如果由于火箭故障而导致任务失败,SPACE X将进行数个月的调查和技术整改工作,以保证后续发射不出问题。2015年6月的那次失败使猎鹰9号的发射中断了6个月,2016年9月的那次发射更是让SPACEX不得不推迟了该年内的所有后续发射。
猎鹰重型火箭可以视作猎鹰9火箭的加强版,两个助推器直接使用猎鹰9的第一级,芯一级也该改装自猎鹰9的第一级。如果发射祖玛的火箭出现问题,猎鹰重型火箭的发射进度必然要出现延迟。然而,从目前得到的消息看,猎鹰重型火箭的测试工作还在正常进行,即将在发射架上进行静态点火试验,定于一月末的首发时间也没有推迟。此外,猎鹰9号火箭在今年5月前已经确定的9次发射任务也没有推迟的迹象。这从一个侧面也印证了问题可能并不出在火箭上。
由于格鲁曼公司的三缄其口,外界无法准确的获取卫星在发射过程中的工作状况。但值得注意的是,在猎鹰9号以往的发射中,连接火箭和卫星的适配器都由Space X负责研发制造。而在这次发射中,这个适配器是由格鲁曼制造的。如果卫星失败的原因果真是卫星与火箭第二级分离失败的话,那么格鲁曼公司出现偏差的可能性也许更大。
在华尔街日报的报道中,有关人士估计的祖玛发射卫星的损失高达数十亿美元。这样的损失比一般民用通信卫星单颗约数亿美元的成本要高出不少,但功能复杂的航天器往往花费更高:美国大气海洋管理局(NOAA)的下一代GOES气象卫星,每颗的制造发射和运行成本在25亿美元左右,而NASA准备发射的詹姆斯·韦博太空望远镜,预算更是飙升到了88亿美元。
从以往的公开发射看,负责火箭发射的Space X和负责卫星设计制造的格鲁曼公司会分别向保险公司投保,发射造成的损失可以在责任界定后由相应的保险公司承担。在今年早些时候Space X发射EchoStar 23卫星前,负责监管商业航天活动的美国联邦航空局(FAA)曾要求Space X将投保发射场地面损失的保额从1300万美元增加到6300万美元,以保证美国政府不会因为发射场设备被炸毁而承担巨额损失,也从一个侧面反映出监管部门对发射保险的重视。然而,保险公司的保额能否覆盖全部损失、发射合同中对发射损失责任的具体约定也都属于保密范畴。
总之,可能只能等到相关文件在若干年后解密时,我们才能准确的知道那一天夜里的发射过程中究竟发生了什么。

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