美国政府机关看中运载火箭的什么【航天科普7】

2020-05-07 08:16 作者:ASPT-航天科普小组 0人读过 | 我要投稿

本专栏为Falcon-9编写，ASPT发布，有错误处请各位指出，数据截止至2020.04。如有问题可回复提问，小组成员会尽量及时解答。文章无关时政，不考虑弹道导弹和军事武器。

MINI专栏下方可以留言想了解什么小知识，Up视自己的“懒癌”状况进行填坑处理。

本篇共3144字。毕竟是MINI字少、讲的肤浅大家也请理解（个锤子）

政府机关例子太多，我只列举最熟悉的USSF和NRO

一、什么是USSF、NRO

【1】USSF

美国太空军（英语：United States Space Force）是美国空军部下属的一个独立部队，其主要职责是为美国在外太空执行军事任务。它是自1947年以来美国空军独立以来成立的第六个军事部门和第一个新出现的部队军种，也是国防部三大军事部门之一下属的一个部门。太空军由空军部直接领导，向国防部长报告，由总统任命并获得参议院授权，太空军军种主官是太空作战部长，负责对太空军各部门进行监督。

【2】NRO

美国国家侦察局（National Reconnaissance Office，NRO），位于美国维吉尼亚州，是美国的16个情报机构之一；负责为美国政府设计、组装并发射侦察卫星。并协调、收集和分析从中央情报局以及军事机构的航天飞机（目前为X-37B）、卫星（锁眼，导师等）收集到的情报。该机构得到国家侦察计划（外国情报收集计划的一部分）的拨款。该机构是国防部的组成部分之一。

国侦局和相关太空、情报机构密切合作，包括美国国家安全局（NSA）、美国国家地理空间情报局（NGA）、中央情报局（CIA）、美国国防高级研究计划局（DARPA）、美国战略司令部、海军研究实验室等高级机构。负责运作在世界各地的地面站，用于收集并发布来自侦察卫星的情报。

二、USSF、NRO真的在乎钱吗？

我可以在这负责任的说：相对于其他条件，钱是相对不在乎的。

那有人就要问了：既然你空军都给SpaceX了USSF-44，USSF-52，NRO也给NROL-85，NROL-87的单子了，这还不是贪便宜？他不嫌贵找ULA打不行吗？

要明确的一点是，找SpaceX的最主要目的并不是为了便宜，而是为了弥补空窗期。截止发稿，ULA的所有发射工位全部被占用，Delta-4 Heavy需要将近一年的调试和检查期，两枚Delta-4 Heavy在卡纳维拉尔角的LC-37，范登堡空军基地的SLC-6将分别执行导师和锁眼任务（有待确认，但十有八九是这样安排的），宇宙神无法发射过重的锁眼，所以也只能打GEO轨道的军用通讯卫星和电子侦察星，而宇宙神年底也有一发USSF-8的电子侦查星任务，所以USSF和NRO便找到了SpaceX，在保证SpaceX盈利的情况下（盈利比商业星多一点，这已经是老套路了），2019年2月，USSF、NRO与SpaceX签订单子，用2.97亿把USSF-44，NROL-85与NROL-87送入各自的轨道。与此相比，政府反而更愿意找ULA发射更贵重的载荷，用4亿美元打一发~22t的锁眼侦查星（2019新价格，又涨了0.5亿）。

（下文直接说USSF，不再说NRO，因为两者差不多）

三、USSF在意的是什么

相信大家也已经看了我之前的动态

（第一条）https://t.bilibili.com/385878733960352373

（第二条）https://t.bilibili.com/385912539653406463

有人就在说了：请不要拿三个还没出来的东西来和Falcon比。

我想说的是，在这仅限讨论。

有人说拿Falcon-9和这几个比不公平。

那好，我们用Falcon-Heavy和这几个比。

【1】运力

比较配置如下：

这里不比较谁的运力大，而是比较是否符合NSSL第二阶段标准，也就是珍贵载荷标准：

（LEO：23t，GEO：2.3t）

New Glenn：标准版

Omega：6助推标准版

Falcon Heavy：芯级不回收，助推海上着陆

Vulcan：6助推标准版

NSSL最后一个标准便是超大型GEO载荷，这里用最高性能版本比较：

（GEO：6.6t）

New Glenn：标准版

Omega：6助推高性能版

Falcon Heavy：不回收版

Vulcan：6助推+ACES版

由上可以得知，运力这四个基本没有差距，新格伦研发三级以后完全可以达标，所以运力这项数据没有明显的差距。

往下我就不在这么啰嗦了，直接概括而不是每个火箭都说。

【2】加注程序

加注程序是USSF选火箭重要的一个环节，如果你的加注程序过于复杂、危险，那么拿到USSF珍贵载荷也就越难。

USSF会用下面这个原则：固推可靠性最好，单种推进剂最好，成功越多就越好（权重逐渐递减）。

有人要问了：固推那么危险为什么还选？其实现代固推技术与之前的不同，而且挑战者那次固推出事并不完全是固推的原因，还有人为原因：霸王硬上弓。所以导致O型环失效。但OmegA，Vulcan火箭的固推全部弃用了O型环这个设计，所以大大提高了可靠性。

其实加注是个非常危险的工作，而不是大家以为的非常简单，这就像初代的F-14一样：飞行一时爽，地勤火葬场。加注团队如果看到一个全煤油、全氢氧或者全甲烷火箭还挺高兴，如果给他个4级火箭，所有燃料玩个遍，那加注团队恨不得从楼上跳下来。加注十分危险，并不安全。比如美国的商业载人计划，NASA为了加注的事和SpaceX闹了不少别扭（因为SpaceX使用的是超低温推进剂，必须发射前2分钟加注完毕，而一般的载人飞船都是等到加注完毕，稳定之后才让宇航员登机，而SpaceX则相反，宇航员先登机然后才加注燃料），足以说明加注的危险。而固推却是最安全的，因为只需要组装即可，加注已经在生产的时候弄完了。

【3】火箭分级

自从航天开始以来分离的事故就没少过，USSF也会用下面这个原则：分离越少越好。这个就不用多说了，因为都知道虽然分级越多性能也会相对越强，但是可靠性也会有所降低。

【4】末端G力、入轨精度

这个指标并不是所有载荷都需要看，但是有些卫星却不那么“结实”，如果给不结实的卫星一个5G过载，那可真就“难受到家”了，载人飞船也是如此。目前来讲，这四个中最舒适的运载火箭是Omega、Vulcan，其次是New Glenn和Falcon Heavy（Falcon-9也一样，节流相对不算小，而且干质比高）。拿猎鹰举例，猎鹰9和重型猎鹰的二级干质量都为4t，加上1t剩余燃料质量（我们以燃料剩余最少来说），40%的节流，一颗4t的GEO通讯卫星在末端就要承受至少4.2G的过载，而半人马座、ACES在同等情况下的过载远低于2G，这……莫得可比性。而末端G力可能会与入轨精度牵扯，其精度也和G力排名相似，所以就不在重复。