重型猎鹰火箭再次发射，直送载荷进入地球同步轨道

美国当地时间周日傍晚，北京时间周一清晨，伴随着27台发动机一起点火的怒吼，马斯克的重型猎鹰火箭再次发射。重型猎鹰火箭的一级以及两个助推器，发射时候产生2326吨的推力，这让它稳稳坐在世界火箭起飞推力的第二把交椅上，而这个第一的位置，才在去年12月份被NASA的登月火箭SLS抢走。

猎鹰9号火箭是spaceX的主力火箭，它的一级有9台梅林火箭发动机。重型猎鹰火箭则简单粗暴，把三个猎鹰9号火箭的一级并联在一起，变成了一款重型火箭。1月16日，北京时间6:56分，猎鹰9号火箭在卡纳维拉尔角的LC-39A发射台，进行了重型猎鹰火箭今年的第一次发射。发射任务是USSF-67，一看名字就知道这是美国军方的保密任务。此次任务基本上跟去年发射的USSF-44任务类似，连使用的两枚助推器都一样。上次，也就是75天之前，B1064 和B1065两个助推器进行了陆地回收，这一次也是一样，两个同样的助推器在空中分离，转向卡角，然后飞回到发射台附近的陆地回收场。在空中对准陆地回收场的圆心后，这两枚火箭点燃了中心的一台梅林发动机，进行了落地前的减速，然后打开支撑腿，稳稳的落在地面。重型猎鹰火箭的助推器肩并肩着陆，无疑是航天历史上最具有科幻性的一幕。科技给了我们无限可能，但是去实现这种可能，从来都不是简简单单的事情。目前世界上还没有其他公司实现火箭的一级回收，说明这种技术看起来简单，但是并没有那么容易玩的转。

由于火箭是在日落后不久发射的，因此火箭很快就飞到了晨昏线以上，飞到了阳光可以照耀的地方。这样火箭喷出来的废气，就形成了漂亮的“水母云”。助推器分离后的点火，形成了更加特别的景观，因此火箭发射也成为了当地居民的一种休闲娱乐。更加特别的，其实还是此次任务的载荷。

助推器着陆后，应军方要求，spaceX关闭了火箭发射的直播，因为它的直播里面会实时显示火箭的高度速度位置等信息，军方要求保密。不过此次任务的最终轨道是35800公里地球同步轨道，因此重型猎鹰火箭的一级榨干了最后一分运力，没有回收，与二级分离后直接掉入海中。火箭的整流罩计划‬在‬距离发射地点1496 公里外的海里进行回收。

火箭的二级把两个载荷直接送入同步轨道。此次发射的载荷保密，但是航天网站普遍认为，两个载荷是CBAS-2 同步轨道数据中继卫星，还有一个就是LDPE-3A,LDPE（Long Duration Propulsive EELV），也就是长寿命可变轨附属载荷搭载平台。它其实就是个太空拖车，据推测，LDPE平台干重在430～470kg左右，可加载310kg左右的燃料。它有6个对接口，每个接口承载质量为320kg，总承载载荷质量为1920kg左右。它还可以为载荷供电，最大供电功率1200W左右。LDPE平台有很强的轨道机动能力，总变轨的速度增量为300m/s左右。它可以携带这些载荷在同步轨道活动，进行实验，还可以通过变轨，把载荷释放到同步轨道上的不同位置。

此次发射任务的载荷重量未知，但是普遍推断为3.75吨到4.75吨之间，载荷重量看起来不大，但是这是直送同步轨道的任务，重型猎鹰火箭的一级不回收，就是为了给二级足够的速度，让二级用携带的有限燃料，把载荷直接送到同步轨道。按照一般的规律，一级分离后，二级会进行第一次点火，把载荷送到300公里高度的初始停泊轨道。滑行一段时间后，进行第二次点火，抬升轨道的远地点高度，把载荷送入一个近地点300公里，远地点35800的大椭圆轨道，也就是所谓的同步转移轨道。一般的同步轨道卫星发射，二级的任务就到此了。二级会与载荷分离。而卫星需要点燃自己的发动机，一步步爬升到35800公里的同步轨道上去。不过直送同步轨道就不一样了，进入同步转移轨道后，二级火箭需要在轨道上滑行将近五个小时，直到飞抵同步转移轨道的远地点，也就是距离地球35800公里的位置。在此期间，二级火箭要穿越地球外部的辐射带，并保持准确的控制。同时还需要维持二级火箭储箱的压力，一方面要防止内部的煤油燃料在太空中冻结，另一方面还要防止内部携带的液氧沸腾蒸发。这两个看似矛盾的要求也是来自太空环境的特殊性。二级火箭在被太阳照射的一面温度高到让液氧沸腾，但是背对太阳的一面会低到让煤油冻结。

到达远地点之后，二级火箭会进行一次点火，提升轨道的远地点，也就是所谓的轨道圆化，使得它的轨道距离地面高度都是35800公里左右。这就是地球同步轨道，在这个轨道上，卫星和其他载荷的轨道周期与地球自转周期一样，都是24小时，在地面看来卫星就在天球上的一个固定地点。但是这个轨道资源是有限的。按照国际惯例，每个国家的卫星使用完毕后，都要及时让出这个轨道资源。二级火箭也不例外。因此把载荷送入同步轨道之后，二级火箭将进行最后一次点火，把它自己送入比同步轨道还高的墓地轨道，从此在那里完成自己的使命。

因为墓地轨道有大量的报废同步轨道卫星存在，因此美国军方也曾经对此很感兴趣。2021年发射的LDPE-1，就曾经爬升到比同步轨道高300公里的墓地轨道。而美国军方的LDPE-1爬升到这里，就不知道干什么勾当了。要么是企图查看‬别‬的‬国家‬的‬报废‬卫星‬，要么‬就是‬拿失效卫星测试太空捕获技术，要么是借助大型失效卫星掩护，释放一些小的载荷，在那边做一些扩展任务。这简直就是同步轨道的幽灵。