ULA一箭释出神秘双星,总价高达11亿美元

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下半年第一发由ULA最引以为傲的阿特拉斯V型火箭开局,一箭双星,总价值高达11亿美元,为美国太空军部署机密级航天器,演示一系列未来黑科技。
●发射速览
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●发射过程
原定6月底佛州卡角两个相邻发射场上演背靠背双连发:6月29日SpaceX在40号发射位发射猎鹰9号;6月30日ULA在41号发射位发射阿特拉斯V型。不过,SpaceX顺溜发射SES-22第二天,ULA却没等来好运气,当天卡纳维拉尔角遭遇暴风雨,被迫推迟一天,不得不排空已加注6.6万加仑的低温氢氧推进剂。
美国东部时间7月1日19:15,即北京时间7月2日7:15,佛州卡角41号发射位迎来最新一次航天发射,ULA旗下一枚阿特拉斯V型火箭凭借230万磅推力开启升空之旅。
▲USSF-12发射过程影像
这枚箭高近60米(59.7米)的一次消耗型火箭随即转向东飞行,升空58秒超过音速(1马赫),T+1分48秒抛弃4枚捆绑助推器(诺斯罗普·格鲁曼制造的GEM-63固体燃料火箭)。T+3分25秒抛弃直径5.4米的复合材料制整流罩,俄罗斯制造RD-180核心级主发动机持续点火推进,直到T+4分24秒。
T+4分30秒一二级火箭分离,随后阿特拉斯V型火箭半人马座上面级在接下来5个多小时里,凭借单台RL10发动机进行三次点火推进,直到T+5小时49分,先释放WFOV测试台航天器,15分钟后部署USSF-12环形航天器。
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●机密任务USSF-12
此次发射任务代号为USSF-12,即部署美国太空军(U.S. Space Force)12号任务,一次部署两个航天器:广角测试台(WFOV)+ USSF-12环形航天器。
据美国太空军发言人透露,此次整个任务总计花费高达11亿美元左右,包括有效载荷9.55亿美元、阿特拉斯V型541款火箭发射费用1.45亿美元。
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△WFOV航天器:美国太空军所属的广域测试台/广角测试卫星(Wide Field of View Testbed satellite,缩写为WFOV),一种用于演示可侦测和跟踪敌方导弹发射的新一代空中持续红外传感技术,为美国及其盟国提供早期预警。
WFOV航天器质量约为3吨,有效载荷舱搭载350公斤机密载荷,未向外界披露。配备两个可展开式太阳能阵列,可提供2500瓦的基准有效载荷功率,并由双推进剂推进系统提供动力。设计在轨运行3~5年。基于美国千禧年空间系统公司最大卫星平台Aquila M8建造。
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△USSF-12环形航天器:美国太空军另一个机密级航天器,为国防部演示未来技术。目前仅知道由军火巨头诺斯罗普·格鲁曼制造,属于一个环形小卫星平台,重约740-780公斤,设计有6个载荷插槽,可搭载6至12个有效载荷,总质量1920公斤。配有单个展开式的4面太阳能阵列,可提供1200瓦电力,还配有一套甲基肼自燃推进系统。
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●阿特拉斯V
此次发射动用的是美国联合发射联盟ULA王牌火箭——Atlas V rocket 阿特拉斯V型火箭(也称为宇宙神五号火箭、擎天神五号火箭)。最早由洛克希德·马丁公司研制,后来并入联合发射联盟(ULA)。ULA是2005年美国两大巨头波音和洛克希德·马丁以50:50股比合资成立的、主要靠政府订单过活的传统发射商。
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▲Atlas V系列火箭示意图
阿特拉斯V型箭高超过58米,直径3.81米,采用两级模式:第一级通用核心推进器+第二级半人马座(上面级)。运力跨越中型/重型运载火箭,近地轨道运力8~20吨,地球同步转移轨道运力4.7~8.9吨。全球现役火箭排名第8位。运力堪比:长征五号、猎鹰9号、阿丽亚娜5号、德尔塔IV型、H-IIB、质子号M、安加拉A5火箭等。
阿特拉斯V型又细分9种款型,从401~551,总计发射94次(包括这次),发射环节100%成功。所以这是ULA敢于自夸的资本之一,自称是「美国最安全可靠的发射承包商」。
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▲发射USSF-12任务使用的Atlas V 541火箭结构图
此次发射采用的是阿特拉斯V型增强版本541款配置,541表示:5米直径整流罩;4个固体燃料助推器;1台半人马座发动机(上面级)。自2011年11月26日首飞以来,这是第9次飞行。
阿特拉斯V型目前发射价:1.09亿~1.53亿美元不等。此次发射阿特拉斯V 541款发射价约为1.45亿美元,仅次于551款最高发射价1.53亿美元,但略高于SpaceX崭新重鹰火箭发射价。
当然,这还是从2010年代开始,SpaceX直接与ULA竞争政府合同的结果。在此之前,动辄一次发射就要两三亿美元。要知道,即便有SpaceX低价高效的竞争态势,但还是没能撼动ULA低效、高价的霸道地位。2012年~2019年,名义上美国军方授予ULA和SpaceX总价超过120亿美元的发射合同,但其实SpaceX只是陪跑的小配角,绝大部分发射合同仍旧被ULA吞掉。这还是SpaceX不断起诉、为私营发射商争取权利的结果。2020年8月,美国空军公布未来五年太空发射合同,36次发射合同总额至少50亿美元,ULA赢得60%发射份额,SpaceX获得剩下40%。发射占比从90%降至60%,这对于ULA来说,已经算是忍痛割肉了。
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▲下次动用Atlas V火箭部署SBIRS GEO-6任务海报
此次发射过后,阿特拉斯V型今年下半年计划还有6次任务:天基红外系统第6颗卫星(SBIRS GEO-6)、SES两颗C波段通信卫星(SES-20/SES-21)、美国国家海洋和大气管理局第二颗JPSS气象卫星(JPSS-2)、美国太空军51号任务(USSF-51)、美国国侦局107号机密任务(NROL-107)、波音星际飞船首次载人试飞(Boeing Crew Flight Test)。这对于ULA来说,绝对算是高频发射节奏。最终不一定全数发射,至少有望执行三次以上。
此次发射用掉了阿特拉斯V型退役前剩余的23枚火箭其中一枚。ULA正在开发的下一代火神半人马座火箭(Vulcan Centaur),按计划逐步取代阿特拉斯、德尔塔系列火箭。但由于管理不善、供应链不顺等问题,尤其是蓝色起源开发BE-4发动机严重拖后腿,导致这款新型火箭患上严重拖延症,数次更改首发时间表。目前最乐观的估计也要等到今年底发射,更可能一路滑落明年某一天。天知道……
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