
北京時間2024年8月17日02:56,在范登堡太空軍基地SLC-4E工位,“獵鷹九號”運載火箭搭載“運輸車11號”任務116顆小型衛星發射升空,2小時41分45秒完成部署工作,將衛星送入525千米和600千米兩個高度的太陽同步軌道。本次任務是本年度太空探索技術公司實施的第3次專用拼車發射。
SpaceX拼車發射衛星超過1000顆
“運輸車”(Transporter)是太空探索技術公司(SpaceX)面向小型衛星推出的太陽同步軌道拼車發射任務,“運輸車11號”(Transporter-11)是該系列任務的第11次。在此之前,本年度太空探索公司已先后實施了“運輸車10號”(Transporter 10)和“快車1號”(Bandwagon 1)兩次拼車發射,其中后者為中傾角近地軌道發射任務。
“運輸車11號”(Transporter-11)任務
美東時2024年8月7日,在小型衛星會議的一次會外會議上,太空探索公司商業銷售總監賈羅德·麥克拉克倫(Jarrod McLachlan)在一次演講中表示,該公司已在22次任務中發射了980多顆衛星。這包括專門的拼車任務和容納拼車載荷和主要有效載荷的發射。截至“運輸車11號”任務,太空探索公司拼車計劃已部署的衛星數量達到1100顆左右,為很多的國家、機構、公司實現了發射衛星的目標,拓展了各方的航天參與度。
太空探索公司計劃每年利用“獵鷹九號”火箭定期進行3次“運輸車”(Transporter)和2次“快車”(Bandwagon)專用拼車任務。同時,該公司還將在運力過剩的發射中提供額外的拼車發射,包括地球同步轉移軌道和地月轉移軌道的搭載機會。

“獵鷹九號”為大型低溫液體運載火箭,為部分可重復使用運載火箭,其芯一級和整流罩可實現多次回收復用。該箭標準近地軌道(LEO)運力22.8噸,航線下回收LEO最大運力可達約19噸[1],標準地球同步轉移軌道(GTO)運力8.3噸,航線下回收GTO運力5.5噸,返場回收GTO運力3.5噸。
低價銷售,搶占市場
太空探索公司提供的系列拼車發射具有價格低、運力大的優點,這對于小型衛星開發商來說是一個福音,而對于小型運載火箭開發商來說則是一個禍害,他們很難在價格上與其競爭。

太空探索公司正在繼續實施一項定價策略,將拼車任務的單位質量發射報價在當前的6000美元/千克的基礎上每年提高500美元/千克,以應對通貨膨脹。即便如此,太空探索公司當前的拼車發射報價相對于大多數發射服務商來說依然具有明顯優勢。
以美國火箭實驗室公司(Rocket Lab)的“電子號”火箭為例,其近地軌道運力為300千克,單發報價約500萬美元,約1.67萬美元/千克,而太陽同步軌道單位發射報價還會更高。這相對于“獵鷹九號”的拼車發射報價處于絕對劣勢,只能依靠高頻次、高度定制化來進行差異化競爭。
不過,大型火箭“獵鷹九號”擁有巨大運力,每次專用拼車發射的運力都有巨大剩余,使得火箭一級可以實施返場回收,并在一些任務中為二級主發動機配備短版噴管,這些都在盡可能的降低發射成本。盡管如此,同行仍質疑太空探索公司的專用拼車發射是低價傾銷,是依靠成本價甚至是低于成本價來占領市場。
“運輸車11號”(Transporter-11)任務衛星與支撐結構組合體
從“運輸車11號”任務衛星與支撐結構組合體照片可以看出,拼車發射任務載荷就像物流行業里的泡貨,整體占用空間大,而整體質量密度較小。具體而言,在專用拼車發射任務中,稍大的衛星都要單獨的連接分離機構,微納衛星、立方星則需要部署器,衛星之間還需留有安全距離。作為支撐,中間安裝了中心承力筒,為衛星提供側掛結構,而這占用的空間甚至大于衛星本身,同時也有著較大的質量。由此可知,專用拼車發射任務很難盈利,或者即便盈利也很微薄,其更重要的意義在于搶占市場,與客戶建立長期穩定的合作關系。
拼車方式持續創新,打造“利潤款”
面對拼車發射需求的多樣化,太空探索公司正重新強調其所謂的“蛋糕頂”(“cake topper”)有效載荷,即在專用拼車發射任務中,將更大的衛星置于有效載荷適配器(中心承力筒)的頂部。這部分服務面向質量在500到2500千克之間的衛星,滿足那些衛星變得太大而無法使用現有載荷艙的客戶需求。
“運輸車4號”任務進行了“蛋糕頂”搭載配置,頂部衛星為來自德國航天局EnMAP衛星,質量達1000千克
到目前為止,太空探索公司已經執行了3次進行“蛋糕頂”(“cake topper”)搭載配置的專用拼車發射任務,該設計還可以在下面容納“全堆”(“full stack”)的小型拼車載荷。與可以在線預訂的標準拼車有效載荷發射不同,“蛋糕頂”有效載荷發射沒有標準定價,它們往往更貴,定制化程度更高。
結論
在世界航天發展的新階段,更多的國家、機構、公司具備了研制衛星的能力,小型衛星的發射需求正在迎來爆炸式增長,為小衛星量身打造的拼車發射應運而生,其中專業拼車任務最受歡迎,因為每一顆衛星都享有主載荷的“待遇”。對于航天發射服務最終提供者而言,專用小型衛星拼車任務也有很多煩惱,來自多方的衛星尺寸、規格不一,外形各異,運力和空間利用率都較低。
在太空探索公司的專用拼車任務中,各小型衛星所有者享受的其實都是行業“優惠價”,太空探索公司本身并不賺錢。在專用拼車任務中,太空探索公司利潤較高的是被稱為“蛋糕頂”的500到2500千克之間的大質量載荷,運力和空間利用率都較高。與此同時,在有主載荷的拼車任務(搭載發射)中,利用運力余量搭載發射也具備可觀的利潤,因為主載荷已經支付了主要成本。
作者:木蘭星舟
注:[1] 北京時間2024年2月26日06:06,在卡納維拉爾角太空軍基地SLC-40工位,6組39批(G6-39)24顆小型二代“星鏈”衛星(Starlink V2.0 Mini)由“獵鷹九號”運載火箭發射升空。小型二代“星鏈”衛星單星約790千克,本次任務24顆衛星總質量約19噸。





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