继去年9月发生火箭爆炸事故后偃旗息鼓的美国太空探索技术公司(SpaceX)于当地时间1月2日发布官网消息,SpaceX已查明事故原因,将于1月8日恢复发射,以一箭十星的方式将第二代“铱星计划”(Iridium NEXT)的第一批10颗通信卫星送上太空。这个消息不仅标志着SpaceX在太空领域卷土重来,也让“铱星计划”这个曾拖垮摩托罗拉的宏大蓝图重新浮出水面。
猎鹰9号
SpaceX:问题出在液氧舱内氦容器的外层复合材料
美东时间9月1日,SpaceX在卡纳维拉尔角(Cape Canaveral)进行发射前的静态点火测试时突然发生起火爆炸事故。发射台上一架猎鹰9号火箭和它搭载的一颗以色列通信卫星在事故中被一并炸毁。
美东时间9月1日,SpaceX在卡纳维拉尔角发生起火爆炸事故。
这颗以色列通信卫星AMOS-6价值2亿美元,是Facebook的Internet.org计划中的首颗互联网通信卫星,用以为撒哈拉以南非洲和世界其他偏远地区提供宽带网络。
美国联邦航空管理局(FAA)、美国空军(USAF)、美国宇航局(NASA)、美国国家运输安全委员会(NTSB)联合几位业内专家在过去四个月参与了对此次事故的调查,最终发现问题出在二级液氧舱中的其中一个复合材料压力容器(COPVs)上。
复合材料压力容器用于储存超冷液氦,将液氧舱的压力保持在一定水平。但调查人员在容器的铝制内衬层和碳复合材料外层之间发现了孔隙和弯曲,导致渗入外层的液氧在这些地方被“困住”,累积起来。最终,涂层的碳纤维断裂或摩擦可点燃这些氧,引发爆炸。此外,调查组也认为压力容器内的氦气的温度可使接触到容器外层的液氧凝固,增加了摩擦点火的可能性。
为此,SpaceX对复合材料压力容器进行了调整,装载更高温度的氦,并将液氦的装载过程进行了700多次的重复操作验证。从长远来讲,SpaceX将会进一步完善复合材料压力容器的设计,以避免出现弯曲。
“铱星计划”:曾拖垮摩托罗拉
而SpaceX这次的发射任务,也使得“铱星计划”再次进入了公众视野。
“铱星计划”是美国曾经的通信巨头摩托罗拉公司于1987年提出的一个革命性的全球移动通信系统设计。该系统包括由77颗近地通信卫星组成的星群,目标是直接解决当时基站覆盖技术难题,让人类通信进入卫星时代,在世界上任何一个“能看到天空的角落”都能实施无线通信。由于金属元素铱原子有77个电子,这项计划得名“铱星计划”。后来,摩托罗拉将卫星数量缩减为66颗。
“铱星计划”星系网络
美国的“德尔它2型”火箭,俄罗斯的“质子k型”火箭和中国国的“长征2号丙改进型”火箭分别承担了铱星的发射任务。1998年5月,布星任务全部完成,11月1日,正式开通全球通信业务。
但在现在看来,这项计划过于“超前”,设计也过于理想化。当时,卫星移动通信的市场并没有同步开发出来。当1998年摩托罗拉终于将“铱星计划”投入使用时,传统地面移动通信几乎完全占领了市场,铱星电话无法形成稳定的客户群,面临巨额亏损。
摩托罗拉公司因此通知铱星电话用户,若到1999年3月15日,还没有买家收购铱星公司并追加投资,铱星的服务将于美东时间3月17日23点59分终止。3月17日,铱星公司申请破产保护,此时,距离66颗卫星投入使用还不足半年。这是美国当时历史上最大的破产事件,摩托罗拉在“铱星计划”中损失50亿美元。
在错误的时代做了跨时代的事,摩托罗拉深陷泥潭,随后进行了一步步的业务拆分出售。2014年1月30日,联想集团以29亿美元收购了摩托罗拉的手机业务。
第二代“铱星计划”:一再延后的发射计划
在铱星公司破产后,66颗在轨卫星一度面临被销毁的命运。2001年,一个由私人投资者组成的投资团队成立了新一代铱星公司,重启相关卫星服务。但这次,铱星公司采取了不同的定价策略,将市场定位放在军队、探险者等有特殊需求的客户身上。
蛰伏数年后,2007年,铱星公司宣布了第二代“铱星计划”(Iridium NEXT)。该计划同样包括66颗近地卫星,以全面替换现有卫星。此外还有6颗在轨备用卫星和9颗地面备用卫星。第二代“铱星计划”目标对整个地面实现100%的持续覆盖,原计划于2015到2017年间布星完毕。
第二代“铱星计划”卫星概念图
但第二代“铱星计划”尚未启动发射,已经遇到了许多波折。
2010年6月,铱星公司与SpaceX签订了价值4.9亿美元的合同。SpaceX将从范登堡空军基地,用猎鹰9号火箭把第二代“铱星计划”的卫星中的70颗送上太空,以一箭十星的方式分10次发射完成。这是当时世界上最大的商业火箭运载合同。而首秀的2颗卫星则由由俄罗斯第聂伯运载火箭(Dnepr)负责。
但由于迟迟得不到俄罗斯方面的批准,第二代“铱星计划”的发射日程一再退后。最终,铱星公司将首秀发射任务交给了SpaceX,发射日程也由最初的2015年推迟到了2016年4月。
接着,第二代“铱星计划”的发射计划又由于一系列原因而推迟到2016年9月。当10颗通信卫星最终运抵范登堡空军基地等待发射,随即遭遇了9月份的爆炸事故,发射计划进而搁浅。
范登堡空军基地
可以说,铱星公司已经为第二代“铱星计划”的首秀等待了太久。铱星公司CEO马特·德什(Matt Desch)当地时间1月2日发布推特宣布,第一批10颗卫星将于太平洋标准时间1月8日10点28分发射升空。