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Depois que o Falcon voltou a voar, ele deu início a uma recuperação retaliatória: em 4 de agosto, a SpaceX mais uma vez realizou lançamentos consecutivos, com 7,6 horas de intervalo: o Falcon voou em 75º lugar este ano, lançando exclusivamente seu próprio Starlink G11-1; Falcon voou em 76º lugar, para o bem de um oponente que não é oponente, a espaçonave Cygnus é lançada pela segunda vez usando um foguete de dez mãos. Esta não é apenas a segunda vez que a Space Express transporta a espaçonave de carga Cygnus, mas também a. segundo lançamento desta espaçonave este ano, após 30 de janeiro. A SpaceX se tornou a única transportadora a transportar duas espaçonaves de carga ativas (Cargo Dragon, Cygnus) e três espaçonaves de passageiros e carga (Manned Dragon, Cargo Dragon, Cygnus) nos Estados Unidos ao mesmo tempo. uma nave para resgatá-los em um futuro próximo. Dois astronautas presos em uma espaçonave Boeing. ‍‍‍‍‍‍‍

O lançamento estava originalmente agendado para 3 de agosto, mas foi adiado por um dia devido às condições climáticas adversas, e foi finalmente lançado às 11h02min53 do dia 4 de agosto de 2024, horário do leste dos EUA.(4 de agosto, 23:02:53, horário de Pequim), localizado na posição de lançamento 40 da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, EUA, a SpaceX lançou instantaneamente o 75º lançamento este ano, usando o foguete de primeiro estágio B1080.10 Ten Hands para realizar a missão de codinome NG-21,. que transportará a 21ª missão de fornecimento de carga da espaçonave para a ISS.

Assim como o primeiro lançamento da espaçonave Cygnus no final de janeiro deste ano, este lançamento também utilizou o foguete Ten Hands. É também a segunda vez até agora que a SpaceX usa um foguete com o maior número de vezes reutilizáveis ​​para lançar uma espaçonave de passageiros e carga. Anteriormente, a SpaceX usou um foguete de sete braços para lançar a espaçonave de carga Dragon em 15 de março de 2023, em 8 de abril de 2022, e em 19 de janeiro de 2024, usou um foguete de cinco braços para lançar a espaçonave Dragon tripulada duas vezes; É claro que, em termos de confiabilidade e conclusão da missão, seja um foguete Jushou ou um foguete totalmente novo, eles são essencialmente os mesmos.

Desta vez, foi utilizado o foguete de primeiro estágio numerado B1080.10. Desde seu primeiro vôo em maio do ano passado, ele realizou três missões de lançamento de naves espaciais Dragon de passageiros e carga Ax-2, Ax-3 e CRS-30, e. duas vezes veículos pesados ​​​​lançados comercialmente Euclid e SES -24, e 4 próprias missões Starlink Starlink 6-11, 6-24, 6-52, 6-62.Este lançamento é a quarta vez que o foguete transporta uma espaçonave de passageiros/carga para a Estação Espacial Internacional.（Ax-2, Ax-3, CRS-30, NG-21）, como o foguete B1077.10 Shishou, ambos foram transportadosTrês naves espaciais de passageiros e carga(Dragão Passageiro, Dragão de Carga, Cygnus).

▲ Cerca de 7 minutos e 50 segundos após a decolagem, o foguete Shishou de primeiro estágio caiu do céu pela décima vez e pousou corretamente na zona de pouso nº 1 de Kajiao (LZ-1). Esta é a 335ª recuperação bem-sucedida de foguete da SpaceX no total, a 261ª recuperação consecutiva de foguete bem-sucedida e a 72ª recuperação terrestre de um foguete. É também a 42ª vez que a zona de pouso Kajiao 1 recebe um foguete de primeiro estágio.

▲Outra tarefa secundária é recuperar a carenagem. Ressalta-se que o lançamento da espaçonave Cygnus requer o uso de carenagem, mas o lançamento da espaçonave Dragon não requer o uso de carenagem, pois a espaçonave Dragon vem com um cone de nariz protetor.

Quarenta minutos após o lançamento, a carenagem reutilizável de duas peças no valor de US$ 6 milhões caiu no Oceano Atlântico, a cerca de 498 quilômetros de distância do local de lançamento, de forma controlada, e foi posteriormente resgatada e recuperada pelo navio polivalente Bob do GO. frota. Esta é a 425ª e 426ª carenagem que a SpaceX reciclou e a 232ª carenagem reutilizada. Atualmente, o número máximo de utilizações de uma carenagem de peça única é de até 20 vezes.

Cerca de 14 minutos e meio após o lançamento, o foguete do segundo estágio entrou na órbita estabelecida.(242 × 251 quilômetros, ângulo de inclinação de 51,6 graus) Implante a espaçonave Cygnus. Depois de voar ao redor da Terra por um dia e meio, aproximadamente às 3h55 ET do dia 6 de agosto(Aproximadamente 15h55 do dia 6 de agosto, horário de Pequim), do astronauta norte-americano Matthew Dominic(Matthew Dominick)Em operação, é utilizado o braço robótico canadense nº 2（Canadarm2） Capture a espaçonave Cygnus e ancore-a no porto voltado para a Terra do módulo Unity, na seção americana da Estação Espacial Internacional. Esta operação é semelhante ao modo de acoplamento da espaçonave Cargo Dragon de primeira geração à estação espacial. A espaçonave Cargo Dragon de segunda geração já foi atualizada para o modo de acoplamento autônomo.

▲ A propósito, esta será a 50ª espaçonave de captura espacial do braço robótico Canada 2.

De acordo com os hábitos tradicionais, o fabricante Cygnus Orbital Sciences Corporation/Northrop Grumman nomeará cada espaçonave Cygnus em homenagem a um astronauta sênior da NASA. O nome da 21ª espaçonave de carga Cygnus: SS Francis R "Dick" Scobee, em memória de Francis Richard Scobee, comandante da. o ônibus espacial Challenger na queda de 28 de janeiro de 1986. Ele participou da Guerra do Vietnã e recebeu a Cruz de Piloto Distinto; serviu como piloto de testes da Força Aérea dos EUA, pilotando dezenas de aeronaves por milhares de horas, voou duas vezes no ônibus espacial Challenger e finalmente faleceu no céu; aos 46 anos.

De acordo com o plano, depois que a espaçonave Cygnus atracasse na estação espacial por cinco meses e meio, ela ficaria cheia de lixo e voaria para longe da estação espacial em janeiro de 2025, acabando por se queimar. Outra espaçonave que reentra e se queima é o foguete de segundo estágio responsável por esta missão de implantação.

▲ Poucas horas após a separação do navio-flecha, o foguete Falcon de segundo estágio foi controlado para sair de órbita sobre o Pacífico Sul, a leste da Nova Zelândia (ponto de reentrada da espaçonave Nimmo Point), reentrando na atmosfera e queimando-se. O segundo estágio do foguete Falcon é a única parte importante que não pode ser reciclada/reutilizada.

●SpaceX: Prepare-se para transportar astronautas presos de volta à espaçonave Boeing

Esta é a segunda vez que a SpaceX transporta uma espaçonave Cygnus e também está lançando uma espaçonave de carga concorrente para um concorrente. A SpaceX, como lançadora, também possui duas espaçonaves de carga atualmente em serviço nos Estados Unidos (Cargo Dragon, Cygnus),. e três modelos de passageiros. O único transportador de espaçonaves de carga (Crew Dragon, Cargo Dragon, Cygnus).

Atualmente existem três espaçonaves de carga que fornecem suprimentos para a Estação Espacial Internacional, duas dos Estados Unidos: Cargo Dragon e Cygnus e uma da Rússia: Progress. O navio japonês White Stork HTV e o navio europeu de transferência automática ATV foram aposentados. O ônibus espacial de carga American Dream Chaser e o novo navio de carga japonês HTV-X, que estão esperando para voar, passaram de seu primeiro voo deste ano para o próximo ano, e o tempo específico do primeiro voo ainda será determinado.

No momento, a NASA ainda está avaliando, ou melhor, hesitando: deveria usar a espaçonave Crew Dragon para resgatar os dois astronautas que ficaram presos na ISS pelo Boeing Starliner por dois meses, ou deveria correr o risco e deixar os astronautas continuarem? retornar no Starliner com defeito?

Existem vários sinais de que a possibilidade de transferência para a nave Crew Dragon está aumentando: ① Em 14 de julho, a NASA concedeu repentinamente à SpaceX um fundo de missão de US$ 266.678 como fundo especial de pesquisa para resposta a emergências; astronautas (Wilmore e Williams) trajes espaciais especialmente personalizados na cabine ③Notícias internas dizem que a Tripulação-9 provavelmente adiará o lançamento novamente e continuará a ser adiado a partir de 18 de agosto. ;④NASA ainda não determinou a data da espaçonave interestelar É precisamente porque a Boeing insistiu (resistiu) repetidamente que o Starliner retornaria voos tripulados ⑤O plano de transferência vazou, plano 1: os astronautas presos retornarão na tripulação-; 8 Endeavour Dragon, no mínimo, com os quatro astronautas da nave original. Opção 2: Os dois astronautas retidos retornarão na Crew-8 Endeavour e na Crew-9 Liberty, respectivamente, com um intervalo de 6 meses; esperará mais 6 meses e retornará no máximo na Crew-9 Liberty. Os quatro astronautas da nave original retornaram juntos. ‍‍

Não importa qual plano de transferência seja adotado, uma vez realizado, a SpaceX se tornará a única transportadora espacial a transportar quatro espaçonaves de passageiros e carga ou seus astronautas (Manned Dragon, Cargo Dragon, Cygnus e Starliner). A Boeing Aerospace, que originalmente não conseguiu sustentar a parede, provavelmente ficará arruinada. Ela não voará em navios de passageiros interestelares por um longo tempo e pode até estar ausente dos voos espaciais tripulados indefinidamente. Isso deixa a SpaceX sozinha para buscar a derrota e continuar a desempenhar o papel de salvadora na era pós-ônibus espacial dos Estados Unidos.

▲ Distintivo da missão Cygnus NG-21

●Cygnus: A nave espacial com mais tipos de foguetes

Desde o seu voo inaugural em 18 de setembro de 2013, a espaçonave Cygnus realizou um total de 21 missões de fornecimento de carga e utilizou três veículos de lançamento para o lançamento. ①Foguete exclusivo da espaçonave Cygnus – foguete Antares/Antares 17 vezes(Outra 1 falha);② Foguete Atlas V/Atlas V 3 vezes(As 4ª, 6ª e 7ª missões de fornecimento de carga);③Foguete Falcon 9 2 vezes(As 20ª e 21ª missões de abastecimento de carga foram lançadas, e a 22ª missão será realizada em fevereiro de 2025)。

Se analisarmos o foguete Antares exclusivo da espaçonave Cygnus, usamos modelos 110, 120, 130, 230 e 230+, para um total de 5 foguetes Antares. Pode-se dizer também que a espaçonave Cygnus levou um total de 7 modelos de veículos lançadores para completar 21 viagens de carga.

Em contraste, a espaçonave de carga Dragon da SpaceX usa apenas um foguete: o foguete Falcon 9 B5, a espaçonave de carga russa Progress MS usa dois foguetes: o tipo Soyuz U e o tipo Soyuz 2.1a.

Tabela de comparação entre a espaçonave Cygnus e outras espaçonaves de carga ao redor do mundo, veja a imagem abaixo▼

●Por que Cygnus mudou de foguete muitas vezes?

É uma longa história, mas pode ser resumida de forma simples: você tem que fazer isso se não tiver escolha a não ser fazê-lo.

No final de 2011, como desenvolvedora, a American Orbital Sciences Corporation usou Antares, a estrela mais brilhante de Scorpius, para(Antares/Antares/Antares) Use-o para nomear seu novo foguete. Em 21 de abril de 2013, o primeiro foguete Antares 110 foi desafiado com sucesso para seu voo inaugural. Após quatro lançamentos bem-sucedidos, o infortúnio ocorreu em 28 de outubro de 2014. Devido a uma falha no motor NK-33 que sobrou do foguete soviético N1, o foguete do primeiro estágio explodiu repentinamente alguns segundos após a decolagem, resultando no terceiro lançamento da espaçonave Cygnus. viagem ao espaço. A entrega expressa morreu posteriormente.

O que se segue é um período completo de correção de dois anos.Durante este período, para cumprir o contrato assinado com a NASA para transportar suprimentos de carga para a Estação Espacial Internacional, tivemos que encontrar outros veículos de lançamento adequados, por isso mudamos para os foguetes ULA Atlas V para continuar o lançamento da espaçonave Cygnus.(4º, 6º e 7º navios)。

As Ciências Orbitais deixaram de existir como resultado dessa crise(Em 2015, fundiu-se com a Alliant Techsystems para formar a Orbital ATK e, em 2018, foi adquirida pela gigante aeroespacial e armamentista Northrop Grumman) , também forçando a empresa a se atualizar. No dia 17 de outubro de 2016, o foguete Antares 230 fez sua estreia, cumprindo sua missão e voando pela primeira vez com sucesso. No entanto, este foguete ainda não consegue se livrar do fornecimento soviético e russo. Embora o motor NK-33 desenvolvido na década de 1970 tenha sido abandonado e substituído pelo relativamente novo motor russo RD-181, que alcançou um sucesso notável de 13 rodadas em 8 anos, ele ainda não conseguiu escapar do corte de fornecimento.

A guerra entre a Rússia e a Ucrânia fez com que Northrop Grumman, o novo proprietário do foguete Antares e da espaçonave Cygnus, tivesse uma grave escassez de reservas de alimentos, e o estoque era suficiente apenas para dois lançamentos. A 18ª espaçonave Cygnus foi lançada em 7 de novembro de 2022, e o último lançamento foi usado em 2 de agosto de 2023 para transportar a 19ª espaçonave Cygnus. Neste ponto, assim que o foguete Antares 230 subiu ao céu, ele se transformou em uma nuvem de fumaça e poeira e se fundiu no céu da história.

O repentino corte de fornecimento e a suspensão da espaçonave Cygnus são a realidade cruel que a NASA menos deseja ver. Existem atualmente três linhas de abastecimento de carga para a Estação Espacial Internacional, e a Rússia possui uma: a espaçonave Progress. Os Estados Unidos têm duas: a espaçonave Cargo Dragon e a espaçonave Cygnus. Assim que a nave Cygnus estiver fora de serviço, restará apenas a nave Cargo Dragon. Não só quebrará a estratégia de diversificação de risco, mas a frequência de reabastecimento será insuficiente. Como a espaçonave Cygnus realiza duas viagens de reabastecimento de carga por ano, a espaçonave Cargo Dragon realiza três viagens de reabastecimento por ano. Se o número de reabastecimentos for reduzido em dois quintos por ano, isto será inaceitável para a NASA e a Estação Espacial Internacional. Também não é realista pedir à SpaceX que preencha a vaga Cygnus duas vezes. Existem apenas três espaçonaves Cargo Dragon atualmente em serviço, C208.4, C209.4 e C211.2. Independentemente de ser lançado e recuperado, ou reformado e reutilizado, o ritmo de reciclagem é adequado. Uma vez que o número de lançamentos e fornecimentos aumenta repentinamente em um curto período de tempo, não é fácil e o risco é alto. Além disso, não há problema com a espaçonave Cygnus em si. O problema é apenas a escassez de foguetes dedicados.

O melhor plano de primeiros socorros e a solução ideal é garantir que a espaçonave Cygnus continue a ser lançada, desde que o veículo lançador seja substituído. A primeira opção é obviamente o foguete Atlas V. Afinal, trata-se de um antigo parceiro que lançou três vezes a espaçonave Cygnus. Mas os proprietários não têm alimentos excedentes. Já em agosto de 2021, a ULA anunciou que o Atlas V entrou na contagem regressiva para a aposentadoria. Todos os 29 foguetes restantes foram reservados e não há mais espaço para lançar o Cygnus. Em agosto de 2024, restavam apenas 15 moedas.

A segunda opção é o foguete Falcon 9 da SpaceX. Portanto, sob a coordenação da NASA, no verão de 2022, foram assinados pedidos de três lançamentos da espaçonave Cygnus de uma só vez. O cronograma de lançamento é o seguinte: o NG-20 será lançado em novembro de 2023; o NG-21 será lançado em janeiro de 2024; Mas os planos nunca mudam rapidamente e têm sido repetidamente adiados por diversas razões. Assim, a missão de lançamento foi alterada para: NG-20 foi lançado em 31 de janeiro de 2024, NG-21 foi lançado em 4 de agosto de 2024; NG-22 está planejado para ser lançado em fevereiro de 2025;

Quanto às missões de acompanhamento do NG-23, 24 e 25, quem lançará a espaçonave Cygnus no futuro?

●Como é a nova montaria do Cygnus?

Como proprietária da espaçonave Cygnus, a Northrop Grumman está trabalhando com a Firefly Aerospace（Firefly Aeroespacial）O modelo de foguete Antares 330 de nova geração desenvolvido em cooperação(Foto acima ▲)Ele realizará tarefas de acompanhamento e não fará seu primeiro voo até o terceiro trimestre de 2025, no mínimo.

Na verdade, este foguete não é um design novo, mas apenas uma atualização parcial.O primeiro estágio do foguete utiliza o motor Miranda desenvolvido pela Firefly Aerospace（Mirandas）, montado com 7 unidades, a capacidade projetada é de aproximadamente 735 toneladas de empuxo;O foguete de dois estágios também usa o anteriorAntares 230+Motor de combustível sólido com rodízio único（Castor 30XL） . Em outras palavras, exceto pela substituição do motor fabricado na Rússia, outros hardwares importantes permanecem basicamente inalterados.

É relatado que o novo Antares 330 pode transportar cargas mais pesadas em órbita, quase 30% a mais do que o foguete Antares 230 aposentado. A Northrop Grumman e a Firefly Aerospace esperam, em última análise, atualizar o foguete Antares 330 em um veículo de lançamento reutilizável de tamanho médio, ainda sem nome, com um segundo estágio mais poderoso. A capacidade máxima de transporte na órbita baixa da Terra é de 16 toneladas, o dobro da capacidade de 8 toneladas do modelo Antares 230. Também espera competir com os foguetes de grande e médio porte que estão sendo desenvolvidos pela Relativity Space e Rocket Lab, e espera-se que obtenha mais contratos de lançamento militares e comerciais para futuros foguetes.

No entanto, o motor Miranda estava programado para ser testado no outono de 2023, mas foi adiado por muito tempo por algum motivo. Ainda não se sabe se ele poderá ser instalado no foguete Antares 330 conforme programado e realizar seu primeiro voo no terceiro trimestre de 2025. No final, temo que terei que pedir ajuda à SpaceX. Portanto, a Northrop Grumman assinou um contrato para três naves Cygnus serem transportadas por foguetes SpaceX Falcon 9 de uma só vez. Pode ser apenas o primeiro contrato, e um segundo contrato pode aparecer.

Esta não é a primeira vez que a gigante armamentista e aeroespacial Northrop Grumman tenta construir um foguete mais forte que o Antares. Em 2020, desistiu no meio do caminho e desistiu de um foguete chamado Omega.(Ómega) projeto de foguete. Como lançador, a Northrop Grumman é essencialmente um integrador. Embora dependa demasiado de fornecedores externos, carece gravemente de mecanismos e motivação de inovação tecnológica, o que levou ao dilema actual.

No entanto, é justamente por isso que a espaçonave Cygnus ganhou um apelido um tanto irônico – “O cisne que monta os mais tipos de foguetes no céu. É a espaçonave de carga com os mais diferentes tipos de foguetes da indústria aeroespacial”. Foram utilizados ou planejados um total de 8 modelos de foguetes: Antares 110, Antares 120, Antares 130, Atlas V, Antares 230, Antares 230+, Falcon 9, Antares330.

●Asa solar Uanfan: bonita, mas perigosa

A espaçonave Cygnus está equipada com um par de asas solares em forma de leque, o que é bastante icônico. Mas a beleza representa complexidade. Serão essas instituições complexas mais propensas ao fracasso? A resposta é sim. Durante a 18ª missão de fornecimento de carga, a asa solar única não foi implantada corretamente.

Em 7 de novembro de 2022, a espaçonave de carga Cygnus que realizava a missão NG-18 entrou em órbita com sucesso, mas apenas uma asa solar foi implantada e a outra não pôde ser implantada. Não foi possível expandir após várias tentativas. No final, a NASA e a equipa da Northrop Grumman decidiram continuar a missão de abastecimento, dando prioridade a garantir que a nave de carga atracasse na estação espacial, e desistiram temporariamente da tentativa de implantar a asa solar defeituosa. Além disso, considera-se também que operações como a captura do braço robótico e a acoplagem da nave espacial à estação espacial produzirão vibrações, o que poderá desencadear a expansão das asas solares e causar riscos adicionais. nave espacial antes do braço robótico ser capturado.Após investigação e análise, concluiu-se finalmente que a razão mais provável é que durante o processo de separação entre os estágios do foguete, o que é cientificamente chamado de camada de cobertura acústica do foguete(manta acústica comumente conhecida como manta de isolamento acústico) Por acaso, os fragmentos ficaram presos no mecanismo da asa solar, impedindo-o de funcionar normalmente. Esta é a consequência do design excessivo, do buraco que você cavou para si mesmo.

O oposto disso é o algoritmo de trabalho de cinco etapas de Musk, um dos quais é simplificar o complexo e remover qualquer design, componentes ou processos desnecessários. De acordo com as palavras originais de Lao Ma: “Se você não adicionar pelo menos 10% mais tarde,(excluído) , significa que você não excluiu o suficiente em primeiro lugar. “Por causa disso, todos os painéis solares da espaçonave Dragon adotam um modo de avental fixo, que não apenas aumenta a taxa de iluminação, mas também reduz a taxa de falhas, em vez de seguir o modo de expansão da asa solar comum a outras espaçonaves.