钢铁侠的Starlink_风闻
观察者网用户_244575-2019-07-05 09:05
原创:牧夫天文
钢铁侠Musk不久前又放了一个大卫星,哦不,是一股脑打了60颗小星星,这个数字已经超过正常年份中/美/俄三国任意一国的全年发射量,然而距离Musk的一期组网计划四千余颗还有不少距离…

60颗堆叠在一起的Starlink卫星,撼动了停留在手工业阶段的航天业
SpaceX
Starlink 最终将包含约12000颗组网卫星,其中一期发射4409颗,第二期预计包含7518颗。刚听到这个规划的时候,大家先想到的是民用卫星通信的先驱——铱星系统,当年仅仅66颗卫星,就压垮了民用通信一哥——『摩托·骡拉』,一万多颗简直要多不靠谱有多不靠谱。
可是转念一想,Musk先生吹过的牛,好像全都兑现了…
发射
直到SpaceX拿到了美国联邦通信委员会(FCC)的许可证,发射任务排上日程,一切变得明朗起来。首批60颗卫星,由 SpaceX 公司的一发祖传Falcon 9型火箭一次送上天。

60颗卫星整体脱离运载火箭
SpaceX
不但上天的场面震撼,脱离推进器的过程也与众不同。『Pong』的一声,18吨的一大坨就飞了出去。然后才开始其缓慢的分离、入轨过程。
其终极目标是这样的:

Starlink组网概念图
SpaceX
数千颗卫星组成稠密的网,密集恐惧症有没有!
独特设计
独特的分离方式,与Starlink的独特设计不无关系。
首先,为了充分利用火箭整流罩内的空间,卫星采用了平板设计。折叠安装好的卫星整齐而紧凑的堆在一起,高度还不足10米。

充分利用整流罩内空间
SpaceX
其次,据说是为了降低故障率,卫星采用了单边安装太阳能帆板的设计。
说到这个,我们简单科普一点航天的可靠性。1、为了尽量减轻航天器的质量,像太阳能电池这类大而重的配件,一般是不带备份的。也就是说两侧的电池板只要坏一个,卫星的功能就要打折扣,甚至直接丧失功能。2、太阳能电池板的展开动作,需要用一个神秘的『火工品』炸开(目前没有资料说明Starlink是否采用了火工品这种常规手段),这东西就跟安全气囊似的,使用之前没办法得知其功能是否正常。
因此对于Starlink这种低成本、寿命短的卫星,带两个帆板浪费宝贵的负载也降低了可靠性,远不如多发射几颗卫星合算。

正在展开的太阳能帆板
SpaceX
排排队
脱离助推器的卫星群,一开始是这样的排队游行场面。

瑞典拍到的Starlink『链条』
Marco Langbroek摄于地面
推进器
之所以很多天以后,卫星们还没有步入正轨,是因为Starlink采用了离子电推(又称霍尔效应推进器),用于保持和提升轨道的动力,并使用氪作为工质。虽然使用氪的比冲不如氙,但是价格便宜,因而再一次入了Musk法眼。(据称每颗卫星可节省5万刀成本。)

测试中的离子推进器
SpaceX
命运
截至发稿时,Starlink的首批60颗星,已经损失近10%,其中3颗失联,2颗将受控坠入大气层,来验证卫星寿命结束后不会成为太空垃圾。
『天文时刻』 牧夫出品
微信公众号:astronomycn

铱星系统并没有死掉,SpaceX最近又帮忙发射了5颗新一代铱星