全球现役第四强火箭新格伦终于首飞,让世界二富贝佐斯真正拥有了一款入轨火箭。
●首飞过程
貌似为了抢风头似的,蓝色起源紧赶慢赶还是赶在星舰第七飞前发射旗舰火箭。尽管脚底抹油一滑再滑,但最终在美东时间1月16日凌晨2:03(北京时间1月16日15:03),位于佛州卡纳维拉尔角36号发射位(LC-36),历史上这里曾用于发射阿特拉斯系列火箭,如今被改造为新格伦火箭专属发射场,蓝源旗下第一款轨道级火箭——新格伦号火箭首发升空。
升空1分39秒,新格伦通过最大空气阻力点(Max-Q)。升空3分10秒,一级关闭7台BE-4发动机。两秒后,一二级分离。升空3分49秒,整流罩分离抛弃,以减少重量。
升空7分17秒,一级火箭再入点火,持续28秒后关机熄火。升空8分52秒,一级火箭启动着陆点火,通过反向点火减速。
遗憾的是,这期间直播画面基本卡顿,无法实时看到。只能从画面中读取遥测数据变化。
升空9分28秒,一级火箭首次尝试在专用海上平台杰克琳号上垂直着陆。该平台位于距36号发射场620公里的大西洋既定海域。结果意料之中,初尝失败。
就像该公司首席执行官Dave Limp在发射前所说:「首次发射我们的目标是到达轨道。除此之外,其他任何事都是奖励。我们尝试让一级火箭降落在海上是雄心勃勃的——但我们一直在努力。无论如何,我们都会学到很多东西。」
如果新格伦成功回收一级火箭,这会是继SpaceX猎鹰火箭之后,全球第二款支持轨道发射并成功回收的火箭,从而打破SpaceX猎鹰火箭独占十年之久的行业绝技。迄今为止SpaceX已创造398次成功回收火箭的行业高峰,无法逾越。
一级回收失败,并不影响二级继续飞奔。升空13分16秒,新格伦第二级关机,并正式进入低地轨道。
升空接近1小时,二级再次点火,进入中高轨地球转移轨道(Medium Earth Orbit Transfer),近地点2400公里,远地点19300公里,轨道倾角30°。预计升空近2小时(T+1:59:18)部署有效载荷。
这次搭载了蓝色起源自家演示航天器——蓝环探路者(Blue Ring Pathfinder)。这款多功能太空机动平台能够实现多轨道和多位置的机动,可携带和承载多达3吨的有效载荷,通过13个接口运输到地球同步轨道 (GEO)、地月空间 (cislunar)以及星际空间。平台接口可容纳 ESPA 和 ESPA 升级版卫星,并在平台顶层上容纳多达2.5吨的有效载荷。
ESPA是一种标准化卫星接口平台,每个接口直径通常15英寸,可承载180公斤的次级载荷,适合小型卫星和立方星任务。ESPA Grande是ESPA 升级版本,每个接口的承载能力提升到318公斤,适合中型卫星。
这次首飞原计划为NASA部署EscaPADE任务,发射两颗火星轨道探测器。由于NASA预估发射大幅延期,从而取消该任务,以免错过发射窗口,引发更多麻烦和支出。
●新格伦火箭
新格伦火箭作为蓝色起源研发多年的首款轨道级火箭,属于一款重型运载火箭,旨在支持地球轨道、地月轨道以及深空任务。
全箭超过98米,接近一座百米大楼高度。整流罩直径7米,内部容积是同级别火箭(5米级整流罩)的两倍,足可以容纳一枚新谢泼德火箭。
▲LEO运力45吨,GTO运力13.6吨,TLI运力10吨。各项运力指标在全球现役火箭排名中列居第四,仅次于星舰、SLS、重鹰,超过长五。
新格伦火箭采用两级推进模式。▲一级火箭配备7台BE-4发动机,使用液氧(LOX)和液化天然气(LNG)作为燃料,采用氧富燃循环技术,具有高效和环保的特点。每台海平面推力550,000磅力(2,450千牛顿),支持深节流能力,有助于精确控制着陆时的推力输出。一级火箭总推力1,746.33吨力(3,850,000磅力或17,140千牛顿)。
新格伦第一级采用类似猎鹰9号一级火箭垂直降落方式进行海上回收。2021年研发团队为新格伦第一级设定使用次数:至少25次。这几乎就是两年前猎鹰复用火箭的设定目标。2023年马斯克及其猎鹰团队将这一目标提高到40次。目前单枚猎鹰火箭最高使用次数已达25次(B1067.25),有望在今年突破一箭30飞。
新格伦火箭第二级高23.4米,直径7米,▲配备2台BE-3U发动机,使用液氧(LOX)和液氢(LH2)作为燃料,设计用于真空环境,总推145.15吨力(320,000 磅力或1,420千牛顿)。
从2021年开始启动一项名为Jarvis(贾维斯)的研究项目,旨在开发一款完全可复用的第二级。已知设计思路包括:①增加机翼,让第二级再入时作为小型太空飞机返航;②第二级采用Aerospike engine(气塞式火箭发动机),重返阶段作为隔热罩;③效仿星舰飞船使用高阻力襟翼和反推减速。蓝源最终采用哪种开发路径,尚待揭晓。不过,早期新格伦火箭投入使用时,只回收/复用第一级,待时机成熟后,再尝试回收第二级。实现完全可复用一二级新格伦火箭,看来只是蓝色起源的中长期研发目标。
●市场策略
蓝色起源旗下所有火箭命名均取自于美国标志性宇航员。从亚轨道火箭——新谢泼德(Shepard 美国首位亚轨道飞行宇航员),到首款轨道级火箭——新格伦(Glenn 美国首位绕地飞行宇航员),再到设计概念中的超重型火箭——新阿姆斯特朗(Armstrong 美国首位登月宇航员)。
作为蓝色起源第一款轨道级火箭,新格伦火箭历经12年马拉松式开发。最初计划2020年首飞,之后推迟至2022年底,再之后推迟到2024年晚些时候、10月13日、2024年底。跨年之后,又从2025年1月6日延至10日、13日……直至1月16日今天。由于多次严重延期,导致首发任务流产。原计划2024年10月13日为NASA部署EscaPADE任务,发射两颗火星轨道探测器。由于属于新箭首飞也是试飞,所以发射费用超低,低至2000万美元。
蓝色起源对外宣称,新格伦火箭开发费超过25亿美元(SpaceX重鹰开发费5亿美元),投入使用后每次发射报价6800万美元(高于SpaceX猎鹰9号商业发射价6200万美元)。
光头贝旗下的蓝色起源(简称蓝源/BO),从最初设计新格伦火箭,一直到如今首飞,全都是在对标SpaceX猎鹰火箭。有些是近身复刻(比如海上回收方式;采用美国东西双发射场;自用为主、外部商发为辅),有些则是借SpaceX前车之鉴,施展后发优势(比如新格伦的运力介于重鹰与猎鹰9号区间,瞄准抢占商发利润最高的GEO发射市场;再比如,蓝源采用固定航班模式对外商发,以每年最多8次定期发射新格伦的商业策略,推出固定价格、固定时间的商发服务套餐。以区别于目前GEO发射市场的单一服务:专发可保证特定发射时间,但发射价格偏高;双发价格相对较低,但不能保证特定发射时间。
●回收船
蓝源海上回收船正式名称Landing Platform Vessel 1,简称LPV1 (着陆平台船1号),船名Jacklyn(杰克琳),专门用于回收新格伦火箭第一级的海上着陆平台。此前,蓝色起源曾计划改装一艘大型渡轮,作为新格伦火箭的海上着陆回收船,但在2022年放弃该计划,转而打造一款类似SpaceX海上回收平台的着陆船。2023年初开始在罗马尼亚建造着陆船主体,2024年4月开始在法国布雷斯特Damen造船厂进行整修工程。经过短暂海上试验后,2024年8月8日离开法国布雷斯特港,9月4日抵达美国佛罗里达州卡纳维拉尔港,以此作为母港。且与SpaceX租用的港区毗邻,甚至与SpaceX旗下两艘海上回收平台【请看说明书】【缺少庄重感】比邻而居。
Jacklyn号回收船长度116米,宽度46米,比SpaceX第三艘海上回收平台【缺少庄重感】略大些,目前尚不知晓自主能力到何程度。外界目测硬件装备及其功能类似于【缺少庄重感】。同样配有一艘载人支援船,名为Harvey Stone(哈维·斯通号),配合Jacklyn号着陆船一同执行回收火箭任务。这艘崭新的海上回收平台名为Jacklyn(杰克琳),是以美国商业航天大玩家、蓝色起源投资人杰夫·贝佐斯的母亲Jacklyn Bezos名字命名的。以船母的名字来命名船名,这在欧美航海文化中再自然不过了。
与此形成鲜明对比的是,SpaceX旗下三艘海上回收平台名称都挺非主流,甚至显得另类怪异。全都取自马斯克偏爱的科幻小说。【当然我还爱着你】(Of Course I Still Love You,简称OCISLY);【请看说明书】(Just Read The Instructions,简称JRTI),都来自伊恩·M·班克斯的科幻小说《游戏玩家》里的两艘巨型星舰船名。【缺少庄重感】(A Shortfall of Gravitas,简称ASOG),貌似无厘头的名字,其实也有来头。来自伊恩·M·班克斯科幻小说的亚文化圈子,只要一提到大型星际飞船——星舰,贵圈就会膝跳反射似的使用Gravitas(庄重感)一词来表达惊叹之感。之所以使用A Shortfall of Gravitas短语,除了自嘲式表达「缺少庄重感」以外,该短语还自带「缺少重力」之意。这对于依靠点火反推不断减少降速和重力的回收型火箭来说,垂直降落在以此为名的海上平台,再恰当不过了。
对照来看,恰好说明这两家发射商的企业文化有多么不同。
SpaceX不用多说,太空产业颠覆者,全球太空快递一哥,殖民火星第一推动力量,重返月球深度参与者……锐意创新,高调猛进,大破大立,特立独行。最重要的是SpaceX因为有灵魂人物马斯克。
蓝色起源则是个妥妥的稳健者,稳健得貌似保守,循规蹈矩。创立已经24年,还停留在亚轨道弹射状态。电商出身的贝佐斯在太空冒险,却显得循规保守,还不断告诫研发团队:「这是一场比赛,我希望是太空史上最安全的发射系统。」正因为如此,乌龟成为蓝色起源的吉祥物,这正好体现了贝佐斯的龟速追求:你只有一次一步,才能更快到达。
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