在今天SpaceX公司开始了STP-2猎鹰重型火箭的任务，这次猎鹰重型火箭的科学载荷达到了24颗卫星，这次任务可以说非常难。很多朋友可能要问了，这次火箭载荷只有3700公斤，也就是3.7吨，有什么难得呢？其实这次难不是难在载荷重量，而是……卫星太多了，部署的太多了，至于有多少大家可以慢慢看下文。
刚才说到猎鹰重型火箭上总共有24颗卫星，SpaceX将负责把它们部署在三个不同的轨道上。这意味着火箭在太空中将不得不重新启动四次发动机，这一过程预计需要三个半小时才能完成，实际上花费了4个小时……
“这将是我们有史以来最艰难的一次发射任务。”SpaceX首席执行官埃隆·马斯克在文章中写到
这些卫星有多种用途，我们可以大概看一下，首先是一个太阳帆实验飞船，LightSail 2由非营利组织行星协会设计，这将测试在太阳推动下穿越太空的方法，
火箭还需要布置一个由美国宇航局喷气推进实验室开发的原子钟，名为深空原子钟DSAC，这个原子钟比现在太空中现存的原子钟还要精准50倍。还有美国宇航局的另一项任务是测试一种新型的“绿色”航天器推进计划。
另外，本次载荷任务中的一股清流，火箭有一艘纪念飞船，里面有152人的骨灰，它们也将进入太空，还有好多好多任务……其实很多朋友都关注太空葬和骨灰，但是实际上，这些科学载荷才是科学的未来，以包容性，开放性，接受所有机构的科学载荷。
此次发射将是SpaceX有史以来最雄心勃勃、最具特色的发射任务之一。猎鹰重型火箭是现役最强大的火箭飞行，27个梅林发动机将共同发力，510万磅推力将通过多次着陆和一系列轨道机动来完成。无论你是用无线还是用数据，都值得观看。
看到这里，大家可能还是不觉得有什么大不了的，接下来我为大家介绍了近乎全部载荷，一起来看看这次猎鹰重型火箭承载了多少人类的梦想和科学吧。
图片拍摄于2015建造期间
佐治亚理工学院的60多名本科生和研究生组成的团队凭借其微型卫星Prox--1在大学纳米卫星UNP比赛中获得第一名，这是一个高级设计班和本科生研究的结果，Prox-1现已跟随SpaceX STP-2任务发射到太空。
学生们都很仔细，从最初的设计到使卫星飞行做好准备。他们平均每周工作2到4个小时，在一些研究或者测试的紧要关头，学生每周工作时间可能会超过40个小时。与其他大学卫星相比，Prox-1项目的规模特别大。大多数大学建造了10x10x30厘米的卫星，而Prox-1则是40x40x27厘米，相当于一张咖啡桌的大小。
光帆和Prox-1卫星分离渲染图
首席研究员大卫·斯宾塞教授说：“看到孩子们所取得的进步，以及孩子们专注研究Prox-1卫星，是Prox-1项目中最有意义的部分，成功与否，不重要。重要的是培养孩子们征服高山的决心！”
Prox-1计划包含两颗卫星，一颗重50公斤的卫星和一颗名10公斤重的立方体卫星，其中还有大家期待的太阳帆新推进技术。这些卫星建造时间较快，而且它们的制造成本也比较低。Prox-1计划涉及的两个卫星也符合美国空军在航天硬件和文件方面的标准。
Prox-1卫星侧面渲染图
UNP竞赛由美国空军研究实验室、美国空军科学研究办公室和美国航空航天研究所管理。UNP周期每两年一次，来自美国各地大学的参与者都会来这里设计、建造和测试卫星。
ARMADILLO是TSL目前的飞行任务之一，它是对近地轨道亚毫米波碎片进行大气测量的重要手段之一。ARMADILLO是空军研究实验室的纳米卫星计划和美国宇航局的ELANA教育发射卫星计划的一部分，这项任务的目的是研究和绘制低地球轨道上的空间碎片地图。
该卫星由TSL建造和运营，旨在利用GPS无线电掩星技术探测电离层活动，并为美国航天局在其Ames研究中心进行激光测距实验提供便利。现在ARMADILLO已在SpaceX STP-2任务中乘坐猎鹰重型火箭升空。
ARMADILLO卫星PDD继承载荷
ARMADILLO卫星初级有效载荷：新型压电粉尘探测器
PDD载荷是由贝勒大学的天体物理、空间物理和工程研究中心Casper设计和建造的，旨在为空间碎片环境绘制地图，重点是捕捉无法被地球望远镜跟踪的亚毫米碎片。PDD由9个锆钛酸铅PZT板组成，组成了主探测器单元MDU。空间碎片与这些板块的碰撞导致PZT板的变形，碰撞与碰撞能量成正比，由于压电效应而产生电荷。因此，PDD测量撞击产生的电压，使贝勒大学中心工作人员能够预测碰撞能量，并确定与航天器碰撞的粒子的大小和速度。
ARMADILLO卫星实验示意图
二级有效载荷包括FAST、ORBITAL、TEC、GPS接收机FOTON
Foton是一种小型化的双频软件GPS接收机，专门为空间应用而设计，是由德克萨斯大学奥斯汀无线电导航实验室建造。有效载荷有两个作用：它是一种低成本、高质量的GPS接收机，它可以让ARMADILLO决定其位置。
三级有效载荷：太空反光镜
NASA Ames反光镜示意图
第三个科学有效载荷是一种被动仪器，由NASA Ames研究中心提供给TSL的反光镜。TSL中的操作人员将把航天器指向地面上的一个空间站，以便进行激光测距实验，随时调整动态。
CP 9（LEO）卫星是CP-9/Stangsat联合实验的一个组成部分，该实验是Polysat和Merritt Island两所高中之间合作完成的，由NASA发射服务项目LSP赞助。
CP 9（LEO）卫星渲染图
Polysat开发A2U Cubesat，CP 9（LEO），Merritt Island高中开发Tangsat，1U Cubesat。CP9 Stangsat任务将在发射期间测量并记录P-Pod遥测数据。具体来说，CP9和Stangsat Cubesats将使用K型热电记录热数据，并使用两组加速度计记录动态数据，测量范围分别为±10 g和±100 g。
除了在发射期间收集遥测数据外，CP9 Stangsat任务还将展示P-Pod平台内的新技术，包括通电能力，尤其是无线通信。在发射过程中，Stangsat将通过WiFi将其遥测数据实时传输到CP 9。演示中，P-POD中的无线通信可以使未来的任务受到很大帮助，这些类型的任务可以利用另一个立方体卫星来下载数据，并可能避免开发复杂无线电的必要性。
BRICSat 2轨道增强通信卫星渲染图
BRICSat 2轨道增强通信卫星是一种很低的成本1.5u立方体卫星，由美国海军学院卫星实验室与乔治华盛顿大学合作建造，卫星演示微型阴极电弧推进器电力推进系统在轨运行的情况，并携带业余通信有效载荷BRICSat-P (BRICSat 1)
BRICSat-P卫星图
BRICSat-2在主板上有一个业余通信有效载荷。一种APRS卫星转发器，其在437.975兆赫上有遥测下行链路，在145.825兆赫1 k2和9k6 AX 25上具有分组上行和下行链路。
DSX是美国空军研究实验室AFRL的小型航天器任务，位于美国北部阿尔伯克基。目的是研究必要的技术，以大大提高国防部在恶劣的辐射环境中运行航天器的能力。在MEO环境中有效运作的能力也大大提高了国防部的空间系统的能力，卫星将提供持续的全球空间监视和侦察工作，基于卫星的高速通信、低成本的gps导航以及在响应性卫星平台上将不受空间天气和环境影响的保护。
艺术家对已部署的DSX航天器的渲染图
DSX的物理研究或者说实验领域有三个，我给大家总结了一下：
1.WPIX波粒子相互作用实验：研究低频电磁波通过电离层和磁层传输的物理特性，并表征天然和人造VLF波，减少空间辐射沉淀的可行性。
2.SWX空间气象实验：描述、测绘和模拟MEO中的空间辐射环境，这是一种吸引未来国防部、民用和商业飞行任务的轨道机制。
3.SFX空间环境影响实验：研究MEO空间对航天器电子和材料的影响。
DSX航天器组件及其载荷图片
除了科学实验的内在价值之外，DSX还将成为未来美国国防部快速反应任务的开拓者，开发和演示能够低成本和快速集成一种研发卫星和卫星业务系统的技术和流程。DSX通过使用基于网络的创新基础设施规划系统来解决快速集成问题。PSI网络数据采集系统NDAS将用于实现总线和有效载荷的连接，以及大型可部署结构上的分布式远程传感器有效载荷。
美国宇航局资助的一颗卫星被命名为Green Propellant Infusion Mission，简写为GPIM。GPIM由鲍尔航空公司建造，冰箱大小的实验推进器将测试一种名为AF-M315E的硝酸氢铵燃料和氧化剂混合物燃料。
猎鹰重型火箭整流罩内的绿色推进剂实验航天器
这种推进剂是由空军实验室发明的。计划在GPIM任务上进行测试，如果测试成功可以为未来的飞行任务铺平道路，用这种绿色混合燃料代替肼，大家知道肼是一种有毒推进剂，通常与另一种有害化学物质四氧化二氮混合。现在这个推进器已经乘坐SpaceX STP-2任务升空，实验推进器组件由五个小型发动机组成，以控制卫星的方向，改变卫星的轨道。
AeroJet Rocketdyne太空执行主任Joe Cassady说，“过去几十年里，我们一直对这种新型绿色推进剂的研发非常感兴趣。我们今天非常兴奋，因为我们看到了一个新的、不断发展的市场，这个市场的目标是更小的卫星，即使像CubeSats这样小的卫星也会有推进能力，未来小卫星研发团队肯定会从这种新的推进剂中受益。”
工程师Milton McKay手机拿着AF-M315E样本，颜色还挺漂亮
一旦部署，158公斤的GPIM宇宙飞船将展开其太阳能阵列，开始发电，然后启动其绿色推进系统，开始在太空中的机动。
在发射前几周，技术人员将14.2公斤的AF-M315E燃料装载到卡纳维拉尔角的实验推进器卫星中。如果将肼装载到卫星上，工作人员必须穿戴防护性的独立装备，而为GPIM实验推进器卫星加油的技术人员则只需要穿着实验室外套和手套。
AF-M315E燃料比与水密度相近的肼具有更高的密度和粘性。GPIM上的无毒燃料更像是一种轻油，这使得卫星能够以同样的体积携带更多的燃料。
TEPCE是一个3U立方体卫星，1.5u立方体卫星由1公里长的绳系装置连接，这颗立方体卫星是为了测试太空电动力学系绳推进力。
TEPCE卫星的两个部分，没有太阳能电池和侧壁组件
TEPCE由两个几乎相同的端连接组成，它们之间有一个特殊Stacer弹簧，进入太空后，就会开始部署1公里长的编织带导绳。TEPCE将使用制动来降低速度，从而让电动电流结束时保持两个方向上的后坐力。
这次任务的主要目的是每天提高或降低轨道几公里，改变振动状态，改变轨道平面，了解太空电动力学机制。这是海军研究实验室NRL的一项任务，是通过NASA的Elana倡议发射的。
Falconsat-7是美国空军研究院开发的一种纳米卫星，Falconsat-7初级光学器件是一个直径为0.2米的衍射元件，在不透明的聚合物板上有数十亿个小孔。膜、其支撑结构、两个成像照相机和相关记录电子设备均封装在适当体积内。
美国空军图像，Falconsat-7卫星
一旦进入空间，便采用支撑受电弓结构，在张力作用下将薄膜拉平。然后，望远镜将朝向太阳，以收集图像，并用照相机成像传输到地面。这个项目的目标：部署支撑0.2 m膜光子筛的刚性结构以656.3N的H-α波长成像。
立方体卫星的标准单位尺寸为每边10厘米。它们可以堆叠在一起，LightSail是一个由三个单元组成的立方体卫星，大小只有一条面包那么大。
LightSail 1任务测试拍摄的图片
一旦进入太空，LightSail的太阳能阵列就会打开，飞船内部也会完全展开。四条卷尺般的金属吊臂慢慢地从储藏器展开，逐渐成为四个三角形的太阳帆。每个帆的厚度只有4.5微米，是平均垃圾袋厚度的四分之一。
三个电磁扭力棒和一个动量轮会充当光帆的定位器。地面激光器将测量太阳光对帆的影响。当光帆环绕地球时，它闪闪发光的帆将从地面上被看到。
LightSail推进器光帆材料
2017年，LightSail 2将被封装在Prox-1中，（上文提到的佐治亚理工学院研制卫星）这两颗卫星已经被猎鹰重型火箭送入轨道。在450千米轨道上prox-1会将LightSail 2光帆发射到不远的地方，当LightSail 2展开它的太阳帆时，Prox-1将在附近捕捉这一重要时刻的照片。
NPSAT 1是由海军研究院NPS设计的一种低成本卫星，它承载了许多空间飞行实验，目的是为了研究太空粒子和空间飞行技术。
NPSAT 1卫星，图片来源于美国海军研究院
NPSAT 1将演示非易失性电RAM和锂离子电池的耐用性，这其实是最先进的技术，将为空间应用提供高能量密。
密歇根理工大学的一个学生团队设计并制造了Oculus ASR纳米卫星，以改进使用地面图像轨道物体姿态的练习和验证技术。该纳米卫星已在AFRL地面设施中进行光学表征，以确定在轨道上可预期的反射特征。
光谱角点积结果（红色、蓝色和黄色矢量点，分别有ocs v、i和650 nm滤波矢量）作为位置2的自旋方位角函数
Oculus ASR是一颗70千克的卫星，体积为50厘米乘50厘米乘80厘米。它由两个永久连接的模块组成。一个八角形模块，称为Oculus模块，位于一个方形模块（称为ASR模块）的顶部。
Oculus ASR侧面展示
ASR模块的每一侧都有一个可展开面板，其中三块面板被太阳能电池覆盖，第四层覆盖了硬膜材料。Duraflect硬膜是一种高反射、漫反射的白色涂层，用作表征和校准光学测量。
每个面板通过驱动执行器单独展开。这些可展开面板允许在任务过程中通过改变飞行器的形状和暴露的材料多次改变OCULUS ASR的光谱特征。两个可释放的物体被安装到OCULUS模块上。这些物体的直径约为10厘米，将被用来为地面观察者提供观察小的、间距很近的物体的机会。
Oculus ASR卫星爆炸视图，全载荷展示
Oculus ASR将在AMOS光学站飞越过程中执行协调机动，该光学站是一组用于检查轨道物体的山顶望远镜。AMOS调查人员将试图确定卫星的方向和形状，并将这些测量值与卫星下载的实际数据进行比较。该卫星有能力通过部署面板来运行AMOS算法来改变其形状，看看地面观察员是否能检测到形状的变化。
E-Tbex实验以前被称为Tbex，由一对3U立方体卫星组成，每个立方体卫星携带三频无线电信标，在几乎相同的低轨道上运行。
E-tbex卫星图
E-tbex在2012年NRC实验中就已经解决了一个科学挑战：了解来自低层大气的作用力如何通过等离子体的中性耦合过程产生大气电离层磁层粒子。
它监测底面F层类波扰动的响应，采样间隔小于轨道周期，以及赤道等离子体结构的发展，包括赤道等离子体EPB。
PSAT 2也是一个学生卫星项目，它是一个双向通信转发器，通过互联网连接的志愿者地面站进行全球网络远程环境实验，或者是将其他数据源的远程遥测、传感器和用户数据中继给实验人员。数据转发器还包括完整立方体卫星的所有遥测、命令和控制。
PSAT-2学生卫星
PSAT-2是1.5u立方体卫星。PSAT-2的独特功能是APRS转发器和PSK31转发器，这两个转发器都在PSAT-1和新的APRSTT按键式/语音转发器上飞行。
NOAA正在与美国空军USAF、台湾国家空间组织NSPO和美国大学大气研究公司合作。这个卫星项目将利用12个遥感微卫星收集大气数据，用于天气预报和电离层、气候和重力研究。新的卫星群提供了更好的性能和5倍的测量校准次数，精度也会提高。
COSMIC-2卫星
NSPO设计和集成12个航天器，并集成了JPL提供的GNSS有效载荷。SSTL将提供SSTL-100总线。全球导航卫星系统GNSS有效载荷，称为TGRS，用于Tri-GNSS无线电掩星系统，由美国宇航局喷气推进实验室JPL开发，在两个卫星完全部署后，将能够每天跟踪多达12000个高质量的剖面图。
美国空军正在与台湾COSMIC-2计划合作，并将提供两个空间气象有效载荷，卫星载荷分别有：射频信标发射器和速度、离子密度检测仪和不规则VIDI仪器。NOAA计划从在台湾被称为FORMOSAT-7的COSMIC-2任务中提取5000条每日无线电掩星剖面图。
目前，大多数任务依靠地面天线和原子钟进行导航，地面天线将信号发送给航天器，而航天器则返回信号。NASA利用发送信号和接收响应之间的时间差来计算航天器的位置、速度和路径。
这种方法虽然可靠，也可以提高效率。例如，地面站必须等待航天器返回一个信号，这样一个空间站一次只能跟踪一个航天器。这就要求卫星等待地球的导航指令。
构成深空原子钟需要GPS接收机和超稳定振荡器，在集成到普通原子电磁系统轨道试验卫星的中舱内。
一般原子电磁系统
DSAC项目的目的是为未来的美国宇航局任务提供准确的时间。使用这项新技术的卫星将不再依赖于双向跟踪，航天器可以使用从地球发出的信号来计算位置，而不需要返回信号和等待地面命令，有的时候这一过程可能需要几个小时。及时的定位数据和卫星控制允许更有效的操作、更精确的机动和对意外情况的调整。
此外，这项创新将允许地面站一次跟踪多颗卫星，就像火星一样，到处都是美国宇航局的科学任务，在某些情况下，跟踪数据的准确性将比传统方法高出5倍。
一张原子钟渲染图
DSAC是一种基于汞离子阱技术的小型低质量原子钟的先进原型.地面站的原子钟深空网络和冰箱大小差不多。DSAC大约是一个四片烤面包机的大小，并可能进一步小型化为未来的任务。
DSAC深空原子钟的试飞任务将把这项技术从实验室带到太空环境。在轨道上，DSAC飞行任务将使用结合GPS卫星轨道和时钟的精确知识来确认DSAC的性能。DSAC可在一天内将时间精度维持在2纳秒(0.000000002秒)以上，其目标是达到0.3纳秒的精度。
火葬遗骸来自一家名为Celestis的航天公司。该公司购买了猎鹰重型火箭的可用空间，并将骨灰用胶囊包装起来。该公司成立于1994年，之前用15枚不同的火箭将遗体火化。星际迷航一位演员的遗骸在2008年进入轨道。
猎鹰重型火箭
为了这次SpaceX的STP-2任务，Celestis在轨道试验床卫星上购买了房间.它将把火化的遗骸放在一个扁平的金属套筒里，在那里152粒胶囊被粘在里面。
胶囊的重量在1克到7克之间，大小不一，胶囊上还有名言。STP-2飞行任务上的太空舱上的一些文字是：“够得着星星！”和“永远的太空火箭！”等等
将骨灰送入轨道飞行的费用低于5000美元，深空和月球飞行的费用为12500美元。
本次SpaceX STP-2任务的科学载荷解析部分就到这里啦，看到这里，相信大家对这次任务都有了一定的了解，不过本次STP开放任务猎鹰重型火箭的中助推级回收失败，这是唯一的缺憾。
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