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话宇专栏丨SpaceX完成年度收官之作，揭开第三代GPS建设序幕

百家作者：DeepTech深科技 2018-12-24 09:31:26

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SpaceX 完成了今年的最后一次发射！北京时间 12 月 23 日 21 时 51 分，SpaceX 公司在佛罗里达州卡纳维拉尔角用猎鹰 9 号火箭发射了美国空军第三代 GPS 卫星的首颗星，这家明星火箭公司今年的发射总数也定格在了 21 次。

（来源：SpaceX）

虽然没能兑现 SpaceX 公司总裁兼 COO Shotwell 在 2017 年底所承诺的“2018 年 30 至 40 次”的发射目标次数，但 21 次依旧刷新了其成立以来最高的年发射记录。而且在今年的发射中还有重型猎鹰（Falcon Heavy）这样“意义重大”的任务。

与此同时，这次 SpaceX 的收官之作的象征性还不止于此。2014 年 4 月 28 日，SpaceX 公司向美国联邦法院提出投标抗议，争取在美国空军改进型一次性运载火箭（EELV）项目上同联合发射联盟（ULA）同台竞争的权利。2015 年 1 月 23 日，双方达成协议，SpaceX 公司放弃对美国空军的诉讼，作为交换，美国空军不久之后核准了 SpaceX 公司具备参与竞标军用卫星发射的资格。而昨晚的这次发射就是 SpaceX 首次在 EELV 项目下正式为空军发射涉及国家安全的有效载荷。

图丨发射1小时59分之后，卫星分离（来源：SpaceX）

美国空军于 1995 年实施了 EELV 计划，目的是将太空发射成本降低 25% 至 50%，同时提高传统发射系统的可靠性，最终建立一个更为“商业化”的发射服务采购流程。该项目最初有波音公司的 Delta IV 和洛克希德·马丁公司的 Atlas V 两型火箭参与竞标。然而在 2006 年，两家公司合作成立了联合发射联盟（ULA），垄断了发射服务。

自 ULA 成立以来，火箭的单次发射成本从大约 1 亿美元上升到了 4 亿美元。此外，即便是一箭不发，美国空军也要每年支付 ULA 近 10 亿美元以维持其发射能力。如果一直没有竞争对手进入市场，那么预计到 2030 年，整个 EELV 项目的花费将接近 700 亿美元。也就是在这种背景下，SpaceX 开始入局。

当然，在发射涉及国安的任务载荷上，SpaceX 也并非新手上路，该公司此前已经在 2017 年发射了美国国家侦察局（NRO）的 NROL-76 卫星和美国空军的 X-37B 轨道飞行器。另外，除了本次的任务，SpaceX 还已经将另外四颗 GPS Ⅲ卫星发射订单收入囊中。

开启第三代 GPS 建设

作为本次发射的主角，第三代 GPS 的首星（GPS III SV01）同样也值得关注。始建于上世纪 70 年代的全球定位系统（GPS）迄今为止总共发射了两代 72 颗，目前在轨运行的仍有 31 颗。而新的 GPS III 卫星计划取代 1997 年发射的老旧的 GPS IIR 卫星。

图丨GPS III SV01（来源：Lockheed Martin）

GPSIIISV01 价值 5.29 亿美元，全重 4.4 吨，运行在中地球轨道。它还有个有趣的名字：Vespucci，为的是纪念第一个确认美洲大陆的意大利航海家阿美利哥·维斯普西（Amerigo Vespucci）。因为这是该批次中的首星，所以新卫星在发射 10 天后将迎来 6 到 9 个月的在轨校验。

目前，GPSIII 共计划建造 32 颗，可与伽利略等导航系统相兼容。前 10 颗是基于洛克希德·马丁公司 A2100 平台所建造，已经敲定的订单是 SpaceX 拿下 5 颗，ULA 的 Delta IV 拿下一颗。据了解，这批卫星的精度是现役第二代 GPS 卫星的 3 倍，抗干扰能力第二代 GPS 卫星的 8 倍，设计使用寿命也增加到 15 年，同时可以根据使用需要方便高效地开关特定位置的导航信号。