二度发射天鹅座，还准备救回波音飞船滞留宇航员

猎鹰复飞后迎来报复性反弹：8月4日今天，SpaceX再度上演背靠背发射，间隔7.6小时双连发：今年猎鹰第75飞，专发自家星链G11-1；猎鹰第76飞，为不算对手的对手，第二次采用十手火箭发射天鹅座飞船，这不仅是太空快递一哥再度承运天鹅座货运飞船，也是继1月30日之后今年第二次发射该款飞船。SpaceX成为同时包揽美国现役两款货运飞船（货运龙、天鹅座）以及三款客货飞船（载人龙、货运龙、天鹅座）的唯一承运商，甚至不久后还要大概率派船救回被波音飞船滞留的两名宇航员。‍‍‍‍‍‍‍

▲SpaceX承运NG-21发射影像

原定8月3日发射，因不利天气影响推迟一天，最终在美东时间2024年8月4日11:02:53（北京时间8月4日23:02:53），位于美国佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地40号发射位，SpaceX瞬时发射今年第75发，动用编号B1080.10十手一级火箭执行代号为NG-21任务，也就是承运天鹅座飞船第21次货运补给ISS任务。

与今年1月底首次发射天鹅座飞船一样，这次发射同样采用十手火箭。也是迄今SpaceX第二次动用最高复用次数火箭发射客货飞船。此前，2023年3月15日SpaceX曾动用七手火箭发射货运龙飞船；2022年4月8日、2024年1月19日先后两次动用五手火箭发射载人龙飞船。当然，从可靠性和任务完成度来衡量，无论是十手火箭还是全新火箭，实质上都一样。

这次使用编号B1080.10一级火箭，自去年5月首飞以来，曾执行过三次客货龙飞船发射任务Ax-2、Ax-3、CRS-30，两次商发重器Euclid、SES-24，以及4次自家星链任务Starlink6-11、6-24、6-52、6-62。这次发射是该火箭第4次承运客/货飞船飞往国际空间站（Ax-2、Ax-3、CRS-30、NG-21），跟B1077.10十手火箭一样，都承运过三款客货飞船（载人龙、货运龙、天鹅座）。

▲升空约7分50秒，这枚十手一级火箭第10次从天而降，妥妥着陆在卡角1号着陆区（LZ-1）。这是SpaceX总计第335次成功回收火箭、连续第261次成功回收火箭、第72次陆地回收火箭，也是卡角1号着陆区第42次喜迎一级火箭。

▲另一项次级任务是回收整流罩。需要说明的是，发射天鹅座飞船任务需要使用整流罩，而发射龙飞船则不需要，因为龙飞船自带保护性头锥。

当发射升空40分钟后，价值600万美元的两片复用整流罩，受控海上溅落在距发射场约498公里的大西洋海面，随后由GO船队Bob鲍勃号多功能船打捞回收。这是SpaceX累计回收的第425、426片整流罩，以及第232次复用整流罩。目前单片整流罩的最高使用次数多达20次。

发射升空约14分半钟后，二级火箭进入既定轨道（242×251公里，倾角51.6度）部署天鹅座飞船。绕地飞行一天半后，美东时间8月6日约3:55（北京时间8月6日约15:55），由美国宇航员马修·多米尼克（MatthewDominick）操作下，使用加拿大2号机械臂（Canadarm2）捕获天鹅座飞船，对接到国际空间站美国舱段的团结号模块面向地球端口。这种操作类似于第一代货运龙飞船对接空间站模式。而第二代货运龙飞船早已升级到自主对接模式。

▲顺便提下，这将是加拿大2号机械臂第50次太空捕获航天器。

按照传统习惯，天鹅座制造商轨道科学公司/诺斯罗普·格鲁曼都会为每一艘天鹅座飞船以NASA资深宇航员取名，第21艘天鹅座货运飞船的船名：S.S.FrancisR."Dick"Scobee，以纪念在1986年1月28日挑战者号航天飞机失事的指挥官弗朗西斯·理查德·斯科比。他参加过越战，获得过杰出飞行员十字勋章；担任过美国空军试飞员，驾驶数十款飞机飞行时长数千小时；两度搭乘过挑战者号航天飞机，最终魂归天空，年仅46岁。

按计划，这艘天鹅座飞船停靠空间站5个半月后，2025年1月装满垃圾飞离空间站，最终烧掉自己。另一个再入燃烧自己的航天器，就是承担这次部署任务的二级火箭。

▲当箭船分离数小时后，猎鹰二级火箭受控脱轨，在新西兰以东的南太平洋上空（航天器再入点尼莫点NimmoPoint），再入大气层燃烧自己。猎鹰火箭第二级是唯一不能回收/复用的重要部分。

●SpaceX：准备运回波音飞船滞留宇航员

这次是SpaceX第二次承运天鹅座飞船，也是再次替竞争对手发射竞品货运飞船，还是SpaceX作为一家发射商，同时包揽美国现役两款货运飞船（货运龙、天鹅座）、以及三款客货飞船（载人龙、货运龙、天鹅座）的唯一承运商。

目前为国际空间站物资补给的共有三款货运飞船，美国两款：货运龙飞船、天鹅座飞船；俄罗斯一款：进步号飞船。而日本白鹳号HTV、欧洲ATV自动转运船都已退役。待飞的美国逐梦者货运航天飞机、日本新货船HTV-X，已从今年首飞滑落到明年，具体首飞时间待定。

眼下NASA还在评估，或者说举棋不定：是否动用载人龙飞船救回被波音星际客船滞留在ISS两个月的两名宇航员，还是铤而走险让宇航员继续搭乘故障星际客船返航？

多个迹象显示，转乘龙飞船的可能性越来越大：①7月14日NASA突然授予SpaceX一笔26.6678万美元任务资金，作为应急响应特别研究经费；②SpaceX已经为两名滞留宇航员（Wilmore和Williams）特别定制了舱内宇航服；③内部消息称Crew-9很可能再度推迟发射，从8月18日继续推迟，主要原因正是为转乘飞船做准备；④NASA迟迟未定星际飞船何时返航，正因为波音一再坚持（抗争）由星际客船载人返航；⑤转乘方案已流出，方案1:滞留宇航员最早搭乘Crew-8奋进号龙飞船与4名原船宇航员一起返回；方案2:两名滞留宇航员分别搭乘Crew-8奋进号、Crew-9自由号返回，前后间隔6个月；方案3:滞留宇航员再等6个月，最晚搭乘Crew-9自由号与4名原船宇航员一起返回。‍‍

不管最终采用哪种转乘方案，一旦实现，SpaceX都将成为独一无二承运过四款客货飞船或其宇航员（载人龙、货运龙、天鹅座、星际客船）的航天承运商。原本烂泥扶不起墙的波音航天很可能就此摆烂，相当长一段时间里都不会再飞星际客船，甚至无限期缺席载人航天。这让SpaceX独孤求败，继续扮演美国后航天飞机时代的拯救者角色。

▲天鹅座NG-21任务徽章

●天鹅座：骑行最多款火箭的飞船

从2013年9月18日首航至今，天鹅座飞船总共执行21次货运补给任务，先后使用过三款运载火箭承运发射。①天鹅座飞船专属火箭——安塔瑞斯/心宿二火箭17次（另有1次失败）；②阿特拉斯V/宇宙神5型火箭3次（第4、6、7次货运补给任务）；③猎鹰9号火箭2次（已发射第20、21次货运补给任务，2025年2月还将承运第22次）。

如果再细分下天鹅座飞船专属火箭安塔瑞斯，先后使用过110款、120款、130款、230款、230 款，共计5款安塔瑞斯火箭。也可以说，天鹅座飞船前前后后总计搭乘过7个款型运载火箭才完成21次货运之旅。

相比之下，SpaceX货运龙飞船只使用一款火箭：猎鹰9号B5火箭；俄罗斯进步号MS货运飞船使用两款火箭：联盟号U型、联盟号2.1a型。

天鹅座飞船与全球其他货运飞船对照表，详见下图▼

●为何天鹅座多次更换火箭？

说来话长，但可以简单归结一句：迫不得已，不得不从。

2011年底，作为研制者，美国轨道科学公司以天蝎座最亮的恒星Antares（安塔瑞斯/安塔雷斯/心宿二）用来命名自己的新火箭。2013年4月21日第一枚安塔瑞斯110火箭成功挑战处女飞。在成功四连发之后，2014年10月28日遭遇不幸，由于采用苏联N1火箭遗留下的NK-33发动机出现故障，一级火箭在升空数秒后突然爆炸，导致天鹅座飞船第三趟太空快递随之夭折。

接下来就是整整两年的整改期。这期间为了履行与NASA签下的承运国际空间站货运补给合同，不得不外求其他可以适配的运载火箭，于是改用ULA阿特拉斯V型火箭，继续发射天鹅座飞船（第4、6、7艘）。

那场危机导致轨道科学公司不复存在（2015年与AlliantTechsystems阿联特科技系统公司合并组建OrbitalATK公司，2018年又被军火航天巨头诺斯罗普·格鲁曼并购），也逼迫公司不得不升级换新。2016年10月17日，安塔瑞斯230火箭首度亮相，不负使命，顺利首飞。但这款火箭仍无法摆脱苏俄货源。尽管弃用了上世纪70年代研制的NK-33发动机，改用相对较新的俄罗斯RD-181发动机，也实现了8年13发全部成功的不俗成绩，但最终还是没能逃过断供这一劫。

俄乌开战直接导致安塔瑞斯火箭和天鹅座飞船的新东家——诺斯罗普·格鲁曼余粮严重不足，库存只够发射两次。2022年11月7日发射第18艘天鹅座飞船，2023年8月2日用掉了最后一发运送第19艘天鹅座。至此，安塔瑞斯230火箭一飞冲天后，就化作一缕烟尘，融入历史的天空。

突遭断供进而导致天鹅座飞船停运，这是NASA最不希望看到的残酷现实。通往国际空间站的货运补给线现有三条，俄罗斯握有一条：进步号飞船。美国拥有两条：货运龙飞船、天鹅座飞船。一旦天鹅座飞船停运，只剩货运龙飞船一条线，不仅打破风险分散策略，而且补给次数不足。因为天鹅座飞船每年承担两次货运补给，货运龙飞船每年承担三趟补给。如果一年减少五分之二补给次数，这是NASA及国际空间站无法接受的。而要求SpaceX填补天鹅座两次空缺也是不现实的。货运龙飞船现役仅有三艘C208.4、C209.4、C211.2。无论发射回收，还是翻新复用，循环使用节奏刚刚好，一旦短期内突然增加发射补给次数，绝非易事，风险也高。另外，天鹅座飞船本身并无问题，有问题的只是专属火箭短缺。

最好的急救方案也是最优解就是确保天鹅座飞船继续发射，前提是更换运载火箭。第一选项当然还是阿特拉斯V型火箭。毕竟这是老搭档，曾经三次发射过天鹅座飞船。但地主家也没了余粮，早在2021年8月ULA就已宣布，阿特拉斯V型（AtlasV）进入退役倒计时，剩余29枚火箭全部预订一空，根本没有余量发射天鹅座。截至2024年8月只剩15枚。

第二选项就是SpaceX旗下的猎鹰9号火箭。于是在NASA协调下，2022年夏，一口气签下三次发射天鹅座飞船订单。发射排期表如下：2023年11月发射NG-20；2024年1月发射NG-21；2024年7月发射NG-22。但计划永远没有变化快，出于种种原因导致一再延期。于是发射任务变更为：2024年1月31日已发射NG-20，2024年8月4日发射NG-21；计划2025年2月发射NG-22。

至于NG-23、24、25后续任务，未来天鹅座飞船由谁发射？

●天鹅座新坐骑什么样？

作为天鹅座飞船的所有者，诺斯罗普·格鲁曼公司正在与萤火虫航天（FireflyAerospace）合作开发的新一代火箭安塔瑞斯330款（上图▲）将承担后续任务，最早也要2025年Q3才能亮相首飞。

事实上，这款火箭并非全新设计，只是部分更新。一级火箭采用萤火虫航天公司正在研制的米兰达发动机（Mirandas），装配7台设计能力大约735吨推力；二级火箭同样采用之前安塔瑞斯230 的单台卡斯托固体燃料发动机（Castor30XL）。也就是说，除了替换俄制发动机外，其他主要硬件基本保留不变。

据悉，新的安塔瑞斯330可运送更重的载荷送入轨道，比退役安塔瑞斯230火箭运力多出近30%。而诺斯罗普·格鲁曼和萤火虫航天公司最终希望将安塔瑞斯330火箭进阶为一款尚未命名的中型复用运载火箭，并配有更强大的第二级。近地轨道最大运力16吨，这是安塔瑞斯230款型8吨运力的两倍。并且希望能够与相对论空间、火箭实验室正在开发的大中型火箭形成竞争之势，有望分食更多军事和商业发射合同的未来火箭。

不过，按计划米兰达发动机应在2023年秋季进行试射，但因故长时间推迟。至于能否如期安装在安塔瑞斯330款火箭上，并且赶在2025年第三季度实现首飞，都还是个未知数。到头来恐怕还得求助SpaceX出手补救。所以，诺·格一次签下三艘天鹅座由SpaceX猎鹰9号火箭承运合同，有可能只是第一份合同，没准儿又会冒出第二份合同。

这并不是军火航天巨头诺斯罗普·格鲁曼第一次试图整出比安塔瑞斯更强的火箭了，2020年就曾半途而废，放弃过一款名为欧米茄（OmegA）的火箭项目。作为发射商的诺·格，本质上还是个整合商，过度依赖外部供应商的同时，严重缺乏技术创新机制和动力，这才导致如今的窘境。

不过，也正因为如此，二度发射天鹅座，还准备救回波音飞船滞留宇航员才让天鹅座飞船摘得一个颇为讽刺的绰号——「骑行最多款火箭飞天的天鹅」，航天界更换不同款型火箭最多的货运飞船，先后使用过或计划使用共计8个火箭款型：安塔瑞斯110、安塔瑞斯120、安塔瑞斯130、阿特拉斯V、安塔瑞斯230、安塔瑞斯230 、猎鹰9号、安塔瑞斯330。

●团扇太阳翼：漂亮而危险

天鹅座飞船配有一对团扇型太阳翼，颇具标志性。但漂亮背后代表着复杂，这种复杂机构是否更容易出现故障？答案是肯定的。第18次货运补给任务期间独特的太阳翼就出现了无法正常展开的故障。

2022年11月7日，执行NG-18任务的天鹅座货运飞船成功进入轨道，但只展开一个太阳翼，另一扇无法展开。经过多次尝试后仍无法展开。最终NASA和诺·格团队决定继续执行补给任务，优先保证货运飞船对接空间站，暂时放弃了展开故障太阳翼的尝试。另外还考虑到机械臂抓捕、飞船与空间站对接等操作都会产生振动，有可能触发太阳翼展开，引发额外风险，所以在机械臂捕获前对飞船进行了额外的风险评估。经过调查分析最终得出结论，最可能的原因是，在火箭级间分离过程中，学称火箭声学覆盖层（acousticblanket俗称隔音毯）的碎片好巧不巧卡在了太阳翼机构里，导致无法正常展开。这就是过度设计所造成的后果，自己给自己挖的坑。

与此截然相反的是马斯克五步工作演算法，其中之一就是化繁就简，删除任何不必要的设计、组件或流程。按照老马的原话：「如果你后来没有重新加回至少10%（被删掉的），就代表你一开始删得不够多。」正因为如此，龙飞船太阳能板全部采用固定化的围裙模式，既提高了光照率，又减少了故障率，而没有按照其他飞船通用的太阳翼展开模式。