SpaceX再赢NASA新合同：将协助研究危险太阳辐射

来源：Science科学

日前，NASA授予SpaceX一份价值一亿多美元的合同以此来负责该机构的监测和数据收集任务，其目的是进一步研究由太阳风形成的空间区域。据了解，太阳风保护太阳系免受其他恒星发出的宇宙辐射的影响。这份合同将使NASA能发射星际测绘和加速(IMAP)卫星，该卫星在NASA一于2018年开始研制，预计2024年发射。

除了IMAP，这次任务还将包括四个二次有效载荷。其中两项任务也将是太阳物理学任务，第三和第四项任务则旨在监测太阳风可能对地球电信网络的影响并研究月球表面的水。SpaceX的猎鹰9号Full Thrust（全推力）运载火箭将用于发射所有这些有效载荷，NASA估计合同成本约为1.094亿美元。除了支付任务的发射费用外，这笔款项还将用于支付有效载荷集成、有效载荷管理和向太空机构提供的服务的其他费用。

猎鹰9号Full Thrust火箭是SpaceX广受欢迎的火箭系列的第一个变种，该系列火箭曾在2015年成功地实现了第一级助推器的着陆。这种能力使得这家公司在商业和政府有效载荷方面都获得了巨大的市场份额，美国防部也在本月早些时候改用了这种可重复使用的变种。该运载火箭的最新变种是SpaceX的猎鹰9号Block 5运载火箭系统，该系统第一级搭载了9台Merlin 1D+气体发生器、涡轮螺旋桨RP-1火箭发动机（用于一级）以及一台Merlin 1真空发动机（用于二级）。

更重要的是，这是SpaceX第一次整合NASA商业乘务计划(CCP)对乘务人员安全的要求，今年早些时候，宇航员Robert Benken和ouglas Hurley乘坐SpaceX的宇宙飞船登上太空。另外，这家公司还重新设计了第二阶段上级的燃料箱，据悉，这些猎鹰9号的燃料箱曾于2016年在NASA肯尼迪航天中心发射平台爆炸，从而导致Israel Aerospace Industries (IAI)价值2亿美元的卫星被毁。

IMAP将是一颗自旋稳定的太阳跟踪卫星，它将在太阳和地球之间的拉格朗日L1点围绕恒星运行。这类卫星将自身定位到太阳并利用旋转作为稳定机制来控制高度。拉格朗日点是指任何两个轨道物体之间的五个点，在这五个点上它们的重力抵消了，而放置在这些坐标上的物体只需较少的燃料来维持它的轨道。

NASA为IMAP卫星选择的L1点可以让卫星不受干扰地观察太阳，与此同时还能在太阳辐射到达地球前几小时探测到太阳辐射。如果不这样做，由于辐射问题，预计它将绕L1点运行，而不是把自己放在L1点的精确坐标上。据了解，这些轨道被称为Lissajous 'halo'轨道，由于L1、L2和L3周围的轨道本质上是不稳定的，所以需要轨道上的物体使用推进系统来维持轨道参数。

在2024年10月发射后，IMAP将穿越太阳系内部约100万个地雷并UI中抵达位于L1的目的地。这次飞行预计需要几个月的时间，之后它将使用机载推进器进入L1周围的Lissajous轨道。按照这个程序，它的太阳能电池板和自转轴将面向太阳，而它的通讯设备将面向地球。

虽然它将被放置在太阳系内部，但它将使NASA了解太阳风粒子在日球层边缘的加速情况。它将通过飞船上的10个不同功能的仪器来实现这一点。这些任务包括探测形成太阳辐射的原子、探测构成太阳风的带电粒子以及能研究磁场、星际尘埃和中性氢原子发出的紫外线的仪器。

根据目前的计划，SpaceX的猎鹰9号将于2024年10月发射任务，IMAP标志着该公司赢得了NASA的另一份合同。跟其竞争的对手United Launch Alliance(ULA)不同的是，SpaceX一直是NASA密切合作伙伴的中心。ULA的大部分订单来自美国空军，现在还可能还会来自太空部队。2005 - 2018年的发射合同数据显示，NASA跟该公司的合同超过了15亿美元，这使得ULA从美国空军获得的5亿美元的合同相形见绌。