SpaceX今年第十发，送给不算对手的对手，动用十手火箭发射天鹅座飞船，这不仅是太空快递一哥首次承运天鹅座飞船，也是第一次替竞争对手发射竞品货运飞船。
美东时间2024年1月30日12:07（北京时间1月31日1:07），位于美国佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地40号发射位，SpaceX瞬时发射今年第10发，动用编号B1077.10十手一级火箭执行代号为NG-20任务，也就是承运天鹅座飞船第20次货运补给ISS任务。
这枚十手火箭曾执行过两次客货龙飞船发射任务Crew-5、CRS-28，三次商发GPS III-6、Inmarsat I-6 F2、Galaxy 37，以及4次自家星链任务Starlink 5-10、6-13、6-25、6-33。
▲升空8分钟后，这枚十手一级火箭第10次从天而降，妥妥着陆在卡角1号着陆区（LZ-1），这是SpaceX今年第10次回收火箭，总计第269次成功回收火箭、连续第195次成功回收火箭，也是卡角1号着陆区第36次喜迎一级火箭。
另一项次级任务是回收整流罩。当发射升空40分钟后，两片复用整流罩受控海上溅落在距发射场约470公里的大西洋海面，随后由GO船队Doug道格号多功能船打捞回收。这是SpaceX累计回收的第307、308片整流罩，以及第157次复用整流罩。
发射升空约15分钟后，二级火箭进入既定轨道（242×251公里，倾角51.6度）部署天鹅座飞船。绕地飞行40小时后，美东时间2月1日4:57（北京时间2月1日17:57），在伊朗裔美国女宇航员贾斯敏·莫贝利（Jasmin Moghbeli）操作下，使用加拿大2号机械臂（Canadarm2）捕获天鹅座飞船，对接到国际空间站美国舱段的团结号模块面向地球端口。这种操作类似于第一代货运龙飞船对接空间站模式。而第二代货运龙飞船早已升级到自主对接模式。
按计划这艘天鹅座飞船停靠空间站6个月，之后飞离空间站再入大气层，最终燃烧自己。另一个再入燃烧自己的航天器，就是承担这次部署任务的二级火箭（上面级）。当箭船分离数小时后（通常不到24小时），二级火箭受控脱轨，在新西兰以东的南太平洋上空再入大气层燃烧自己。猎鹰火箭第二级是唯一不能回收、复用的重要组件。
●两趟天鹅座发射对比图
●两次发射最大不同在于？
对比NG-20与之前NG-19，不难看出这两次发射因采用两种火箭而产生一些差异。主要差异在于猎鹰9号发射天鹅座飞船的同时，还会执行两项次级任务：陆地回收一级火箭、整流罩打捞回收。这也是SpaceX与其他火箭发射商在发射阶段的最大不同。
另一个明显区别在于两次任务的初始轨道高度不同。使用安塔瑞斯230+火箭部署轨道的近地点只有172公里，而使用猎鹰9号B5火箭近地点则在256公里，后者的初始轨道高度显然高得多。这是因为安塔瑞斯230+火箭LEO最大运力只有8吨，运送天鹅座飞船已是该款火箭的运力极限。而猎鹰9号B5火箭LEO最大运力可达22.8吨，即使在一级火箭陆地回收必须削减40%运力的情况下，仍能达到13.68吨这一相当可观的运力，因此有足够推力将8吨重的天鹅座飞船运送到更高轨道。
今年1月SpaceX总共打出10发、回收火箭10次，其中3次着陆于卡角1号着陆区、4次着陆于OCISLY海上平台、3次着陆于ASOG海上平台。却不见JRTI海上平台，这是为何？
事实上，自从去年平安夜最后一次现身回收任务之后，JRTI请看说明书海上平台就开赴南卡罗来纳州查尔斯顿进行维护修整，至少需要数周时间。因此在未来一段时间，东海岸发射只有ASOG独自承担海上回收任务，其余回收都将安排陆地返航着陆，主降点是卡角1号着陆区。
这样一来，需要陆地返航回收的猎鹰9号，LEO最大运力降至13.68吨，而以往一箭22或23星发射自家星链，载荷质量可达17.6吨甚至18.4吨，这类发射次数将会有所下调，毕竟东海岸发射场只有一艘海上平台可用。因此，在保证一级火箭完成陆地回收的前提下，发射自家第二代mini星链时，最多只能一箭17星，最多载荷质量13.6吨。
▲天鹅座NG-20任务徽章
●这次发射有哪些个第一？
○SpaceX首次发射天鹅座飞船
这不仅是太空快递一哥首次承运天鹅座飞船，也是第一次替竞争对手发射竞品货运飞船，还是SpaceX作为一家发射商，同时包揽美国现役两款货运飞船（货运龙、天鹅座）、三款客货飞船（载人龙、货运龙、天鹅座）的唯一承运商。
目前飞往国际空间站共有三款货运补给飞船，美国两款：货运龙飞船、天鹅座飞船；俄罗斯一款：进步号飞船。而日本白鹳号HTV、欧洲ATV自动转运船都已退役。正在准备中的美国逐梦者太空飞机、日本新货船HTV-X有望今年登场，但具体首飞待定。
这次动用编号B1077.10十手一级火箭执行NG-20任务，也就是承运天鹅座飞船第20次货运补给ISS任务。这是迄今为止SpaceX动用最高复用次数火箭发射客货飞船。
在此之前，2023年3月15日SpaceX曾动用七手火箭发射货运龙飞船；2022年4月8日、2024年1月19日先后两次动用五手火箭发射载人龙飞船。当然，从安全可靠性和发射任务完成度来衡量，无论是十手火箭还是全新火箭，实质上都一样。
○猎鹰火箭整流罩首次开扇门
为了适配天鹅座飞船，SpaceX需要改动整流罩部分硬件。比如在整流罩上新开一扇1.5×1.2米的小舱门，以便某些货物需要在最后时刻装入飞船。这是以往安塔瑞斯火箭+天鹅座飞船的标准配置，却首次用在猎鹰9号火箭+天鹅座飞船这对箭船组合身上。
当然，这不仅仅是个舱口那样简单。实际上是一个环境控制区域，必须确保达到航天级的洁净无污染，由于这扇门直接与天鹅座飞船前端对接，而天鹅座前端直接停靠在国际空间站，因此必须确保绝对纯净。
值得一提的是，这次被开了小舱门的整流罩，仍能像其他猎鹰火箭的整流罩一样，照样受控伞降海面溅落，打捞回收后用于下次天鹅座货运任务。顺便说下，SpaceX发射自家货运龙飞船并不需要整流罩，因为龙飞船自带保护性头锥。
▲第19艘天鹅座飞船即将装入安塔瑞斯230+火箭整流罩
▲第7艘天鹅座飞船准备装入阿特拉斯V型火箭整流罩
▲第20艘天鹅座飞船即将封装在猎鹰9号火箭整流罩内
○天鹅座成为唯一使用过三款火箭发射的货运飞船
从2013年9月18日首航至今，天鹅座飞船总共执行20次货运补给任务，先后使用过三款运载火箭承运发射。①天鹅座飞船专属火箭——安塔瑞斯/心宿二火箭17次（另有1次失败）；②阿特拉斯V/宇宙神5型火箭3次（第4、6、7次货运补给任务）；③猎鹰9号火箭1次（第20次货运补给任务，今明两年还会承运第21、22次）。
如果再细分一下天鹅座飞船专属火箭安塔瑞斯，先后使用过110款、120款、130款、230款、230+款，共计5款安塔瑞斯火箭。也可以说，天鹅座飞船前前后后总计搭乘过7款运载火箭才完成20次货运之旅。
相比之下，SpaceX货运龙飞船只使用一款火箭：猎鹰9号B5火箭；俄罗斯进步号MS货运飞船使用两款火箭：联盟号U型、联盟号2.1a型。
更多不同详见下图▼天鹅座飞船与全球其他货运飞船对照表
●天鹅座团扇型太阳翼出过问题没？
天鹅座飞船配有一对团扇型太阳翼，颇具标志性。但漂亮背后代表着复杂，这种复杂机构是否更容易出现故障？答案是肯定的。第18次货运补给任务期间独特的太阳翼就出现了无法正常展开的故障。
2022年11月7日，执行NG-18任务的天鹅座货运飞船成功进入轨道，但只展开一个太阳翼，另一扇无法展开。经过多次尝试后仍无法展开。最终NASA和诺·格团队决定继续执行补给任务，优先保证货运飞船对接空间站，暂时放弃了展开故障太阳翼的尝试。另外还考虑到机械臂抓捕、飞船与空间站对接等操作都会产生振动，有可能触发太阳翼展开，引发额外风险，所以在机械臂捕获前对飞船进行了额外的风险评估。经过调查分析最终得出结论，最可能的原因是，在火箭级间分离过程中，学称火箭声学覆盖层（acoustic blanket 俗称隔音毯）的碎片好巧不巧卡在了太阳翼机构里，导致无法正常展开。这就是过度设计所造成的后果，自己给自己挖的坑。
与此截然相反的是马斯克五步工作演算法，其中之一就是化繁就简，删除任何不必要的设计、组件或流程。按照老马的原话：「如果你后来没有重新加回至少10%（被删掉的），就代表你一开始删得不够多。」正因为如此，龙飞船太阳能板全部采用固定化的围裙模式，既提高了光照率，又减少了故障率。而没有按照其他飞船通用的太阳翼展开模式。
●为何天鹅座多次更换运载火箭？
说来话长，但可以简单归结一句：迫不得已，不得不从。
2011年底，作为研制者，美国轨道科学公司以天蝎座最亮的恒星Antares（安塔瑞斯/安塔雷斯/心宿二）用来命名自己的新火箭。2013年4月21日第一枚安塔瑞斯110火箭成功挑战处女飞。在成功四连发之后，2014年10月28日遭遇不幸，由于采用苏联N1火箭遗留下的NK-33发动机出现故障，一级火箭在升空数秒后突然爆炸，导致天鹅座飞船第三趟太空快递随之夭折。
接下来就是整整两年的整改期。这期间为了履行与NASA签下的承运国际空间站货运补给合同，不得不外求其他可以适配的运载火箭，于是改用ULA阿特拉斯V型火箭，继续发射天鹅座飞船（第4、6、7艘）。
那场危机导致轨道科学公司不复存在（2015年与Alliant Techsystems阿联特科技系统公司合并组建Orbital ATK公司，2018年又被军火航天巨头诺斯罗普·格鲁曼并购），也逼迫公司不得不升级换新。2016年10月17日，安塔瑞斯230火箭首度亮相，不负使命，顺利首飞。但这款火箭仍无法摆脱苏俄货源。尽管弃用了上世纪70年代研制的NK-33发动机，改用相对较新的俄罗斯RD-181发动机，也实现了8年13发全部成功的不俗成绩，但最终还是没能逃过断供这一劫。
俄乌开战直接导致安塔瑞斯火箭和天鹅座飞船的新东家——诺斯罗普·格鲁曼余粮严重不足，库存只够发射两次。2022年11月7日发射第18艘天鹅座飞船，2023年8月2日用掉了最后一发运送第19艘天鹅座。至此，安塔瑞斯230火箭一飞冲天后，便化作一缕烟尘，融入历史的天空。
突遭断供进而导致天鹅座飞船停运，这是NASA最不希望看到的残酷现实。通往国际空间站的货运补给线现有三条，俄罗斯握有一条：进步号飞船。美国拥有两条：货运龙飞船、天鹅座飞船。一旦天鹅座飞船停运，只剩货运龙飞船一条线，不仅打破风险分散策略，而且补给次数不足。因为天鹅座飞船每年承担两次货运补给，货运龙飞船每年承担三趟补给。如果一年减少五分之二补给次数，这是NASA及国际空间站无法接受的。而要求SpaceX填补天鹅座两次空缺也是不现实的。货运龙飞船现役仅有三艘C208.4、C209.4、C211.2。无论发射回收，还是翻新复用，循环使用节奏刚刚好，一旦短期内突然增加发射补给次数，绝非易事，风险也高。另外，天鹅座飞船本身并无问题，有问题的只是专属火箭短缺。
最好的急救方案也是最优解就是确保天鹅座飞船继续发射，前提是更换运载火箭。第一选项当然还是阿特拉斯V型火箭。毕竟这是老搭档，曾经三次发射过天鹅座飞船。但地主家也没了余粮，早在2021年8月ULA就已宣布，阿特拉斯V型进入退役倒计时，剩余29枚火箭全部预订一空，根本没有余量发射天鹅座。截至2024年1月只剩17枚。
第二选项就是SpaceX旗下的猎鹰9号火箭。于是在NASA协调下，2022年夏，一口气签下三次发射天鹅座飞船订单。发射排气表如下：2023年11月发射NG-20；2024年1月发射NG-21；2024年7月发射NG-22。但计划永远没有变化快，出于种种原因导致一再延期。最新发射安排变成：2024年1月31日已发射NG-20，2024年7月计划发射NG-21；2025年1月计划发射NG-22。
至于NG-23、24、25后续任务，未来天鹅座飞船由谁发射？
●天鹅座新坐骑什么样？
作为天鹅座飞船的所有者，诺斯罗普·格鲁曼公司正在与萤火虫航天（Firefly Aerospace）合作开发的新一代火箭安塔瑞斯330款（上图▲）将承担后续任务，最早也要2025年6月才能亮相首飞。
事实上，这款火箭并非全新设计，只是部分更新。一级火箭采用萤火虫航天公司正在研制的米兰达发动机（Mirandas），装配7台设计能力大约735吨推力；二级火箭同样采用之前安塔瑞斯230+的单台卡斯托固体燃料发动机（Castor 30XL）。也就是说，除了替换俄制发动机外，其他主要硬件基本保留不变。
据悉，新式安塔瑞斯330可运送更重的载荷送入轨道，比退役安塔瑞斯230火箭运力多出近30%。而诺斯罗普·格鲁曼和萤火虫航天公司最终希望将安塔瑞斯330火箭进阶为一款尚未命名的中型复用运载火箭，并配有更强大的第二级。近地轨道最大运力16吨，这是安塔瑞斯230款型8吨运力的两倍。并且希望能够与相对论空间、火箭实验室正在开发的大中型火箭形成竞争之势，有望分食更多军事和商业发射合同的未来火箭。
不过，按计划米兰达发动机应在2023年秋季进行试射，但再无下文。至于能否如期安装在安塔瑞斯330款火箭上，并且赶在2025年中期实现首飞，都还是个未知数。到头来恐怕还得求助SpaceX出手补救。所以，诺·格一次签下三艘天鹅座由SpaceX猎鹰9号火箭承运合同，很可能只是第一份合同，没准儿今年下半年又会冒出第二份合同。
这并不是军火航天巨头诺斯罗普·格鲁曼第一次试图整出比安塔瑞斯更强的火箭了，2020年就曾半途而废，放弃过一款名为欧米茄（OmegA）的火箭项目。作为发射商的诺·格，本质上还是个整合商，过度依赖外部供应商的同时，严重缺乏技术创新机制和动力，这才导致如今的窘境。
不过，也正因为如此，才让天鹅座飞船摘得一个颇为讽刺的绰号——「骑行最多款火箭飞天的天鹅」，航天界更换不同款型火箭最多的货运飞船，先后使用过或计划使用共计8个火箭款型：安塔瑞斯110、安塔瑞斯120、安塔瑞斯130、阿特拉斯V、安塔瑞斯230、安塔瑞斯230+、猎鹰9号、安塔瑞斯330。