SpaceX今年第120發(fā)在佛羅里達(dá)州的暮光中演繹,一枚第四飛獵鷹9號(hào)火箭劃破天際,攜帶著史上最大的天鵝座貨運(yùn)飛船直奔國(guó)際空間站。2025年9月14日傍晚18時(shí)11分,這場(chǎng)NG-23任務(wù)的發(fā)射,不僅標(biāo)志著諾斯羅普·格魯曼公司天鵝座XL型的首秀——貨艙體積擴(kuò)大三分之一的升級(jí)版,能多運(yùn)載數(shù)噸實(shí)驗(yàn)物資和生活補(bǔ)給,更刷新了SpaceX多項(xiàng)紀(jì)錄。這次發(fā)射是SpaceX今年第120次升空,總計(jì)第570次發(fā)射,獵鷹家族助推器第511次成功著陸。
●發(fā)射現(xiàn)場(chǎng):SpaceX第四次精準(zhǔn)發(fā)射天鵝座
美東時(shí)間9月14日傍晚18時(shí)11分(北京時(shí)間9月15日清早6時(shí)11分),位于佛州卡角SLC-40發(fā)射位,編號(hào)B1094.4獵鷹9號(hào)點(diǎn)火升空,這是該助推器第四次飛天出征,曾在星鏈系列任務(wù)、公理任務(wù)4(Axiom Mission 4)和NASA的Crew-11載人任務(wù)中大顯身手。
▲發(fā)射后約8分鐘伴隨聲爆B1094.4返回LZ-2著陸區(qū)。這是LZ-2第14次喜迎獵鷹助推器著陸回收,也是獵鷹助推器第511次成功著陸。
▲發(fā)射14多分鐘后,獵鷹二級(jí)火箭以51.64度傾角將飛船送入245公里高的圓形停車軌道。SpaceX在X平臺(tái)實(shí)時(shí)分享:「天鵝座XL分離確認(rèn)。飛船預(yù)計(jì)將在約60小時(shí)后,于美東時(shí)間9月17日上午6:35抵達(dá)@國(guó)際空間站進(jìn)行捕獲?!?/p>
天鵝座飛船與能自主對(duì)接的貨運(yùn)龍飛船或俄羅斯進(jìn)步號(hào)不同,需要借助加拿大機(jī)械臂2號(hào)(Canadarm2,一款17米長(zhǎng)的遙控機(jī)械臂,用于空間站外部操作)捕獲。 預(yù)計(jì)60小時(shí)后,NASA宇航員喬尼·金(Jonny Kim)將操縱機(jī)械臂2號(hào)抓取飛船,隨后對(duì)接至團(tuán)結(jié)號(hào)節(jié)點(diǎn)模塊的下方端口,預(yù)計(jì)上午8時(shí)完成。這艘飛船將停留至2026年3月,今年11月可能需要臨時(shí)解除對(duì)接,為俄羅斯聯(lián)盟MS-28載人飛船(Soyuz MS-28)騰位。一旦無法重新對(duì)接,它將載滿垃圾釋放,在大氣層焚毀——這與可回收的貨運(yùn)龍形成鮮明對(duì)比。
其實(shí),這次發(fā)射本該更早進(jìn)行,卻因前一艘天鵝座NG-22在運(yùn)輸中受損而延期。 諾斯羅普·格魯曼轉(zhuǎn)而第四次借助SpaceX獵鷹9號(hào)火箭,而非自家安塔瑞斯火箭(Antares)——后者因使用俄羅斯RD-181發(fā)動(dòng)機(jī)而退役。 如今,該公司正與螢火蟲航天公司(Firefly Aerospace)合作開發(fā)安塔瑞斯330型火箭,預(yù)計(jì)2026年首飛。
●飛船升級(jí):從標(biāo)準(zhǔn)版到XL的容量革命
與前三次發(fā)射天鵝座飛船最大不同,SpaceX此次部署的是最大版天鵝座。XL版天鵝座首飛并非小修小補(bǔ),而是結(jié)構(gòu)性的革命。標(biāo)準(zhǔn)版貨艙高度約5米,載貨上限3,750公斤;XL版拉長(zhǎng)至8米,體積相當(dāng)于兩個(gè)阿波羅指揮艙(經(jīng)典的圓錐形載人艙),載貨能力飆升至5,000公斤——漲幅約33%。 這一升級(jí)源于諾斯羅普·格魯曼的工程優(yōu)化:保留UltraFlex太陽能陣列(一種高效、可折疊的太陽能板,確保軌道供電),但擴(kuò)展壓載艙(用于密封貨物存儲(chǔ)),允許更多實(shí)驗(yàn)設(shè)備和生活補(bǔ)給上天。NASA國(guó)際空間站項(xiàng)目副經(jīng)理迪娜·康泰拉(Dina Contella)贊嘆:「這種升級(jí)將極大提升我們的科學(xué)負(fù)載能力?!?/p>
在太空補(bǔ)給生態(tài)中,天鵝座一直作為SpaceX貨運(yùn)龍飛船的補(bǔ)充力量。貨運(yùn)龍以可回收性和自主對(duì)接著稱,已主導(dǎo)CRS項(xiàng)目33次飛行。 但天鵝座的焚毀式設(shè)計(jì)(在返回大氣層時(shí)銷毀,攜帶垃圾一同焚化)更適合高負(fù)載一次性任務(wù)。XL版投入使用后,進(jìn)一步強(qiáng)化這一互補(bǔ):它能運(yùn)載更多,意味著在相同補(bǔ)給總量下,發(fā)射次數(shù)減少。XL版容量躍升,將直接轉(zhuǎn)化為成本節(jié)約。
▲歷史數(shù)據(jù)顯示,CRS-1階段Cygnus每公斤成本約93,000美元(基于2017年NASA評(píng)估),高于SpaceX的51,000美元。 但XL版通過規(guī)模效應(yīng)反轉(zhuǎn):假設(shè)固定發(fā)射成本C(包括火箭租賃和地面支持),標(biāo)準(zhǔn)版每公斤運(yùn)費(fèi)=C/3,750;XL版則為C/5,000,下降約25%。 考慮到實(shí)際變量(如燃料和維護(hù)),保守估計(jì)每公斤下降20%以上——這基于容量增幅和歷史趨勢(shì),如CRS-2合同整體上漲14%,但更大負(fù)載攤薄了單位成本。因此,諾斯羅普項(xiàng)目主管瑞安·廷特(Ryan Tinter)指出:「XL版意味著更少的發(fā)射次數(shù),就能滿足空間站需求,這對(duì)成本控制至關(guān)重要?!归L(zhǎng)遠(yuǎn)看,XL版預(yù)示太空經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型:從高頻小載到低頻大載,類似物流業(yè)從散貨到集裝箱的革命。
●貨物詳解:科學(xué)實(shí)驗(yàn)與生活必需品的豐盛清單
這艘天鵝座飛船任務(wù)代號(hào)NG-23,表示諾斯羅普·格魯曼公司(Northrop Grumman)天鵝座飛船第23次承運(yùn)ISS貨運(yùn)補(bǔ)給任務(wù)。。這一數(shù)字涵蓋了從CRS-1(第一階段合同)到CRS-2的全部任務(wù):前者包括NG-1至NG-9的9次,后者從NG-10起步,至NG-23累計(jì)14次,總計(jì)23次。但需澄清:23次不包括2014年的Orb-3失?。ò菜鹚够鸺ǎ┖脱菔救蝿?wù)Orb-D1(2013年成功,但非正式CRS)。如果計(jì)入失敗或測(cè)試,總數(shù)或略有浮動(dòng),但官方以成功補(bǔ)給任務(wù)為準(zhǔn)。
這次NG-23貨運(yùn)總載重超過11,000磅(約5噸),包括尿液處理組件(用于回收廢水成飲用水的關(guān)鍵設(shè)備)、蒸餾裝置和電源控制模塊等維護(hù)備件。當(dāng)然,科學(xué)載荷占比最大,主要包括——
百時(shí)美施貴寶(Bristol Myers Squibb)藥物晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn):在微重力環(huán)境下培養(yǎng)癌癥藥物晶體,以提升純度和性能;TransAstra的捕獲袋實(shí)驗(yàn):測(cè)試一種測(cè)試太空垃圾網(wǎng)捕技術(shù)的原型技術(shù);亞利桑那州立大學(xué)的生物膜研究:用于研究微生物在表面形成的黏膜層,這種現(xiàn)象在太空中更容易發(fā)生,可能引發(fā)設(shè)備故障;零沸騰燃料罐非凝結(jié)物實(shí)驗(yàn)(ZBOT-NC):研究如何優(yōu)化低溫推進(jìn)劑的儲(chǔ)存,減少氣體逸出,提高效率。此外,飛船在與空間站解鎖分離后,還將部署數(shù)顆立方體小衛(wèi)星,支持50多項(xiàng)研究,內(nèi)容涵蓋從半導(dǎo)體晶體生產(chǎn)到紫外線抑菌系統(tǒng)(防止空間站水循環(huán)系統(tǒng)中細(xì)菌滋生)等多個(gè)領(lǐng)域。這些貨物不僅是補(bǔ)給,更是太空科研的催化劑,幫助宇航員在微重力環(huán)境中探索從醫(yī)學(xué)到材料學(xué)的未知領(lǐng)域。
▲順便提下,這艘天鵝座飛船以哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)遇難宇航員威廉·「威利」·麥庫(kù)爾(William "Willie" McCool)命名,寄托對(duì)先驅(qū)的緬懷。
●競(jìng)爭(zhēng)格局:貨運(yùn)龍主宰與多元補(bǔ)充
在歐美太空補(bǔ)給線上,SpaceX貨運(yùn)龍飛船一直占據(jù)主導(dǎo)地位。自2012年NASA商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)(Commercial Resupply Services,簡(jiǎn)稱CRS)項(xiàng)目啟動(dòng)以來,貨運(yùn)龍已完成數(shù)十次任務(wù),以其可重復(fù)使用性和自主對(duì)接能力,成為可靠的「太空快遞」主力。天鵝座作為補(bǔ)充力量,已貢獻(xiàn)23次飛行,但其焚毀式設(shè)計(jì)更適合一次性高負(fù)載任務(wù)。此次XL版首飛,進(jìn)一步強(qiáng)化了這一互補(bǔ)生態(tài),降低整體發(fā)射頻率,每公斤運(yùn)費(fèi)潛在下降20%以上。
這種創(chuàng)新并非孤立,而是商業(yè)航天供應(yīng)鏈優(yōu)化的產(chǎn)物。過去,天鵝座依賴安塔瑞斯火箭,但地緣政治中斷了俄羅斯發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng),迫使諾斯羅普轉(zhuǎn)向SpaceX。這種合作凸顯了行業(yè)的靈活性,也為未來鋪路。NASA的CRS項(xiàng)目旨在多元化供應(yīng)鏈,避免單一故障。XL版讓天鵝座從「配角」變「主角」,與貨運(yùn)龍、日本新一代飛船HTV-X共同分擔(dān)負(fù)荷,確保ISS穩(wěn)定運(yùn)行至2030年退役。
不過挑戰(zhàn)猶存。供應(yīng)鏈中斷、地緣政治風(fēng)險(xiǎn)和資金壓力隨時(shí)考驗(yàn)行業(yè)。未來,諾斯羅普的NG-24將于2026年再次使用獵鷹9號(hào),而計(jì)劃NG-25首次啟用安塔瑞斯330火箭。日本新一代貨運(yùn)飛船(HTV-X)準(zhǔn)備于今年10月21日首飛,預(yù)示多元競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代到來。而隨著ISS在2030年退役,HTV-X焦點(diǎn)將轉(zhuǎn)向Artemis月球計(jì)劃和商業(yè)空間站的太空快遞。這不只是一次發(fā)射,而是日本從跟隨者向趕超者的轉(zhuǎn)變——在中美太空競(jìng)賽中,東京正悄然加速。
部分信息索引:
Northrop Grumman’s 1st Cygnus XL spacecraft launches on cargo run to the space station(spaceflightnow.com)
SpaceX launches Cygnus XL to ISS on CRS NG-23 mission(nasaspaceflight.com)
SpaceX Cygnus CRS-2 NG-23 Official Launch Discussion & Updates Thread!(reddit.com/r/spacex)
SpaceX launches Northrop Grumman's biggest-ever cargo spacecraft on its 1st mission to the ISS(space.com)
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