前瞻网 09-16
B站卫星终于成功上天!发射屡次被“鸽”,B站却损失不大?
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日前,B 站 ( 哔哩哔哩,简称 B 站 ) 首个冠名卫星 " 哔哩哔哩视频卫星 " 终于成功升空,引来不少网友调侃:" 这里面有我们充的年费大会员 "、" 小破站有排面了 "、" 以后开设太空舞蹈区吧 " 等等。

值得一提的是,B 站这颗卫星经历有些坎坷:该卫星在 5 月 11 日就运往酒泉卫星发射中心,计划搭乘快舟 11 号升空,但 6 月下旬并未如期传出消息。7 月 7 日,发射时间定为 10 日 12 点 11 分 ;7 月 9 日,发射时间再次调整推迟了 6 分钟。

7 月 10 日,快舟十一号运载火箭搭乘哔哩哔哩视频卫星升空后,火箭飞行出现异常,发射失利。

直到 9 月 15 日,长征十一号运载火箭搭载哔哩哔哩视频卫星,终于自海上成功发射升空。

屡次的失败一再引来粉丝调侃 " 鸽子卫星 "、" 咕咕号 ",但其实这并非 B 站或发射方故意 " 跳票 ",实际上,卫星、火箭等航天器的发射一向是 " 一波三折 "。

为何航天器发射如此一波三折 ?

在航天器的发射环节,除了技术问题以外,也有很多外界因素会对发射产生各种各样的干扰。

在技术方面,如果火箭、宇宙飞船、有效载荷或地面系统等任何部分的传感器在发射前检测到异常,发射任务将被暂停,以检视可能存在的任何问题,有时这会导致发射任务取消。

天气则是造成发射任务延迟的另一个常见原因。由于目前的天气预报并不能做到百分百准确,临时的天气变化有可能造成发射任务延迟或取消。

以 NASA 为例,他们持续使用气象气球、多普勒雷达、气象雷达和其他设备来监测发射台周围的天气情况。

典型的天气问题主要包括风、云和闪电。

地面附近或高空的大风会对火箭操纵造成影响,其中垂直风切变就是一种相当重要的风险因素。强烈的垂直风切变还会对桥梁、高层建筑等造成强烈的破坏作用。

在强对流天气 ( 如雷暴、积雨云 ) 、锋面天气 ( 冷锋、暖锋、锢囚锋等 ) 、低空急流天气中都容易产生有一定影响的低空风切变。

低空风切变对航天器、飞机等飞行器起飞和着陆安全威胁最大。它不仅能使飞行器航迹偏离,而且可能使其失去稳定。这是由风切变的本身特性造成的:特别强的下降气流会造成飞行器突然非正常下降,有可能高度过低造成危险 ; 顺风气流使飞行器突然减速,易进入失速状态,飞行姿态失去控制。

( 垂直风切变示意图 )

如果发射台附近的风力达到或超过每小时 35 英里,发射将被取消。

云层、雷电也会导致发射失败。NASA 规定,在预定发射时间前 30 分钟内,发射台 10 海里内不得有雷击。

如果火箭在发射过程中被闪电击中,推进剂和燃料可能会发生爆炸,偏离轨道,导致导航系统、维生系统等重要部分损坏,甚至坠毁在人口密集的地区。

即使原本没有闪电,云层和火箭自身也有可能触发闪电。

1969 年,美国的阿波罗 12 号飞船由土星 5 号运载火箭发射,起飞仅 36.5 秒后,地面观察人员突然发现空中出现了蓝色闪电,导致飞船燃料电池突然断电,飞行平台失控,地面飞行控制中心骤然失去了全部遥测信号,差点酿成重大事故。

事后调查发现,土星 5 号火箭喷出的火焰气流中有许多具有导电性的离子,导致火箭与其喷出的火焰成为了一根在云层中运动的数百米长的导体,在云层中诱发了闪电。

这次事故后,美国出台了一系列规定,其中就包括,火箭飞行穿透的云层厚度不得超过 1700 米。

除了闪电之外,过厚的云层对火箭发射还有其他重大影响。火箭穿过积雨云时可能会受到雷击 ; 火箭高速通过云层时可能会与冰晶、水滴、气溶胶微粒摩擦产生静电,在火箭外壳中产生有害的电流 ; 如果出现火花放电现象,放电造成的干扰脉冲有可能使控制系统计算机发生故障。

因此,由于以上种种因素,火箭发射往往在相对晴朗的天气里进行。NASA 甚至针对积云、卷云制定了不同的发射程序。

高温天气通常不会影响航天器的发射,但温度低于 48 华氏度 ( 8.88 摄氏度 ) 可能会导致危险的冰堆积。

冰的影响在民航飞机中也很常见:机体结冰会改变飞机的气动外形和特性,机翼结冰会直接导致升力不足,而温度、压力传感器 ( 空速管 ) 结冰则会使仪表指示失真。

一些火箭使用的低温燃料如液氢、液氧对温度要求很高,外界气温也会改变燃料的加注量。

据 FAA 飞行安全部统计,1990~1999 年期间由于气象原因引起的事故共 3230 起,其中结冰引起的事故达到 388 起 ( 占 12% ) 。

1986 年的挑战者号事故导致 7 名机组人员遇难,故障定位为火箭的橡胶 O 形圈在发射前夜冻坏。

另一些意料之外的因素也会影响航天器的发射任务。如飞机、船只在火箭确定的安全范围内徘徊:2014 年,计划在 NASA 瓦洛普飞行中心发射的国际空间站物资补给任务突然取消,因为一艘船不知不觉地进入了火箭飞行路径下方,距发射点仅 40 英里海域。

其中一件有意思的事情是,1995 年在 " 发现号 " 航天飞机临发射前的例行检查中,工作人员发现,接近外置燃料罐顶部的泡沫隔热层上被啄木鸟啄出了 200 多个洞。调查发现,隔热层所用泡沫材料的颜色和质感,都很接近啄木鸟喜欢用来筑巢的材料。

而为了赶走这些啄木鸟,肯尼迪航天中心只得在竖立 " 发现号 " 的发射架上安放塑料猫头鹰、播放事先录好的猫头鹰叫声,并高声鸣响汽笛。

尽管有些小问题只造成数分钟的延迟,但也可能让发射错过窗口期,造成发射任务延误。

发射窗口期有宽有窄,宽的以小时计,甚至按天、按月计算 ; 窄的只有几分钟,甚至几十秒钟。

对于有特定目的地 ( 如月球、火星 ) 的发射任务来说,选择一个合适的窗口期,能节省大量燃料,节约路途上的时间,事半功倍。

发射延误,B 站损失不大 ?

发射任务延误、取消对于航天机构来说可谓是 " 家常便饭 "。

NASA1995 年的 STS-73 飞行和 1986 年的 STS-61C 飞行都经历了六次失败的发射尝试,才在第七次发射成功。

从历史来看,一个多月的延迟也显得微不足道。在挑战者号 ( Challenger ) 和哥伦比亚号 ( Columbia ) 发生灾难后,NASA 早期的一些任务被推迟了好几年。

美联社 2007 年对航天飞机发射延迟的分析发现,NASA 的航天飞机发射任务准时率只有 40%。在当时进行的 118 次航天飞机飞行中,仅有 47 次准时起飞。

超过一半的延误是由技术故障造成的,而坏天气造成了大约三分之一的延误。

发射任务的延迟有着巨大的成本,NASA 发言人安德里亚 · 托马斯 ( andrea Thomas ) 说,当航天飞机的外部燃料箱装满燃料后再取消任务时,浪费的液氢和液态氧推进剂的费用约为 50 万美元,70 万美元用于支付工作人员。

随着时间的推移,反复的延误也可能会迫使后续的任务进行调整。

不过,对 B 站来说,发射延误的损失可能并不大——尽管 B 站冠名的这颗卫星的制造成本约 2500 万人民币,但实际上 B 站并非买下整颗卫星,而只是买下其 " 冠名权 ",并且定制了卫星的一些科普服务罢了。

B 站通告中提到,该视频卫星继承了 " 吉林一号 " 系列国产卫星成熟单机及技术基础,入轨后将与此前发射的 16 颗 " 吉林一号 " 卫星组网,在应急安全、防灾减灾、城市建设等领域发挥作用。

可以看出,虽然名为 " 哔哩哔哩卫星 ",但其实质上只是 " 吉林一号 " 星座的一部分,并非额外为 B 站所设。

这也难怪近来诸多 B 站 " 放卫星 " 新闻传得沸沸扬扬,一些媒体却言辞犀利地将其评价为 " 本质是一场秀 " 了。

编译 / 前瞻经济学人 APP 资讯组

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