時(shí)隔82天,SpaceX再次啟動(dòng)了星艦試飛計(jì)劃。5月28日,埃隆·馬斯克(Elon Musk)旗下太空公司SpaceX進(jìn)行“星艦”第九次試飛。結(jié)果沒能破除七飛、八飛的失敗魔咒,連續(xù)三次試飛失敗。
原定計(jì)劃是,發(fā)射完成后,馬斯克將登臺(tái)發(fā)表主題為“THE ROAD TO MAKING LIFE MULTIPLANETARY”的演講,透露了火星計(jì)劃的相關(guān)內(nèi)容。但目前,發(fā)射任務(wù)并不圓滿,此次演講能不能順利舉行也是個(gè)未知數(shù)。
星艦第九次試飛,采用SN35+B14-2,首次嘗試復(fù)用一級(jí)!B14-2早在星艦七飛時(shí)就閃亮登場(chǎng),并得以回收;此外,B14-2中的33臺(tái)猛禽引擎,有29臺(tái)也是復(fù)用而來。
但任務(wù)中,火箭第一級(jí)助推器發(fā)生爆炸,火箭第二級(jí)飛船失控。對(duì)于這次試飛任務(wù),SpaceX作出回應(yīng):飛船又遭遇了意外的快速解體。團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)審查數(shù)據(jù),并為下一次飛行測(cè)試做準(zhǔn)備。今天的測(cè)試將幫助我們提高飛船的可靠性,因?yàn)?SpaceX正在努力讓生命在多行星上生存。
那么,星艦第九次發(fā)射有哪些看點(diǎn)?七飛和八飛帶來哪些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)?火星計(jì)劃卡在哪里?以下,Enjoy:
本文綜合匯編自SpaceX、X等官方平臺(tái)。
01
SpaceX星艦「九飛」
讓“回收利用”做到極致
針對(duì)七、八飛的連續(xù)失敗,星艦持續(xù)“打怪升級(jí)”
星艦九飛,主要目標(biāo)是安全再入和著陸第二代飛船,以突破七飛和八飛的連續(xù)失敗。
2025年1月和3月,連續(xù)兩次試飛失敗的星艦暴露了許多問題:第一次,燃料泄漏引發(fā)自毀,暴露了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷;第二次,中央發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃導(dǎo)致連鎖爆炸,暴露了硬件故障導(dǎo)致異?;旌系膯栴}。
痛定思痛之下,SpaceX 迅速「祭」出一系列改進(jìn)措施:
1.在關(guān)鍵連接處增加預(yù)緊力,使得抗震能力大幅提升 40%;
2.推進(jìn)劑排放系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,有效防止易燃?xì)怏w堆積;
3.搭載新一代氮?dú)獯祾呦到y(tǒng),為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行增添 “雙保險(xiǎn)”。
這些針對(duì)性的改進(jìn)措施,為星艦第九次試飛的成功增添了幾分勝算,但事實(shí)卻未達(dá)預(yù)期。
從設(shè)計(jì)角度來講,作為第二代星艦飛船,S35改進(jìn)了熱防護(hù)罩和多項(xiàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
九飛,有哪些看點(diǎn)?
星艦第九次試飛,采用SN35+B14-2。這也是此次任務(wù)的主要看點(diǎn)——首次復(fù)用超重型助推器。
其中,B14-2早在星艦七飛時(shí)就得以使用,成功被發(fā)射塔“筷子”機(jī)械臂捕獲后,被運(yùn)回巨灣1號(hào)船塢進(jìn)行全面檢查。它的一次性組件(如燒蝕熱防護(hù)材料)被替換。此次任務(wù)中的33臺(tái)猛禽引擎,有29臺(tái)也是七飛復(fù)用而來。此次復(fù)用在星艦九飛,將為快速可重復(fù)使用提供翻新經(jīng)驗(yàn),支撐單天多次發(fā)射。
七飛回收畫面
如果說B14-2充滿了“回收利用”的意味,那SN35則是經(jīng)過了多輪測(cè)試:
3月11-12日,梅西測(cè)試場(chǎng)進(jìn)行三輪低溫測(cè)試
4月30日,單引擎太空點(diǎn)火模擬測(cè)試
5月1日,長時(shí)靜態(tài)點(diǎn)火——發(fā)現(xiàn)36秒時(shí)異常關(guān)閉——進(jìn)行檢查
5月12日,完成64秒六引擎靜態(tài)點(diǎn)火
5月25日,S35與B14-2堆疊合體,準(zhǔn)備出發(fā)
助推器以外,試飛任務(wù)還將圍繞多項(xiàng)測(cè)試開啟:
(一)增強(qiáng)的助推器著陸測(cè)試
此次試飛中,超重型助推器將在墨西哥灣進(jìn)行著陸測(cè)試,包括但不限于:受控翻轉(zhuǎn)操作,堵塞熱分級(jí)適配器通風(fēng)口實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)的助推器翻轉(zhuǎn),優(yōu)化推進(jìn)劑使用和有效載荷能力;高攻角下降,測(cè)試增加阻力以降低下降速度和推進(jìn)劑消耗;以及著陸點(diǎn)火配置,禁用一臺(tái)中心引擎并過渡至兩臺(tái)引擎。
這些技術(shù)數(shù)據(jù),將為未來實(shí)現(xiàn)火箭回收和再利用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
(二)三個(gè)測(cè)試目標(biāo)
星艦九飛,將側(cè)重于:
1.有效載荷部署演示,任務(wù)內(nèi)將部署八個(gè)星鏈模擬器,進(jìn)行星艦有效載荷艙功能的測(cè)試。這些模擬衛(wèi)星將模擬真實(shí)星鏈衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài),在再入大氣層時(shí)燒毀,為后續(xù)正式發(fā)射積累大量寶貴的數(shù)據(jù)。
通過此次試驗(yàn),SpaceX 可以進(jìn)一步優(yōu)化星鏈衛(wèi)星的部署流程、軌道控制技術(shù)以及衛(wèi)星之間的通信協(xié)調(diào)等關(guān)鍵環(huán)節(jié),為實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.太空引擎再點(diǎn)火演示,用以驗(yàn)證猛禽引擎的軌道機(jī)動(dòng)性能。
在經(jīng)歷了前兩次試飛中發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的問題后,本次試飛采用了改進(jìn)后的 33 臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)。針對(duì)此前發(fā)動(dòng)機(jī)因局部過熱導(dǎo)致失效的問題,新增了隔熱層,以應(yīng)對(duì)極端工況。
3.再入與捕獲準(zhǔn)備,通過隔熱瓦、捕獲配件和襟翼應(yīng)力的測(cè)試,以便于返回和塔式捕獲。
本次試飛中,SpaceX 對(duì)自動(dòng)終止系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí),顯著提高了其響應(yīng)速度。如果故障發(fā)生,系統(tǒng)能夠更精準(zhǔn)地控制爆炸范圍,避免碎片威脅發(fā)射場(chǎng)及周邊地區(qū)的安全。
星艦九飛,對(duì)于SpaceX而言,是迭代中的關(guān)鍵一環(huán),堪稱「史上最強(qiáng)」碰到「成本效益」最高,測(cè)試目標(biāo)將著重關(guān)注月球、火星以及NASA阿爾忒彌斯計(jì)劃。
值得注意的是,2027年阿爾忒彌斯3號(hào)任務(wù)的月球著陸器,已經(jīng)確定為SpaceX星艦。迄今為止,NASA 已向 SpaceX 注資 29 億美元,寄予厚望。
02
星艦九飛
有哪些測(cè)試價(jià)值?
(一)加速可重復(fù)使用技術(shù)落地
1.助推器復(fù)用驗(yàn)證:B14-2 通過重復(fù)飛行試驗(yàn)優(yōu)化快速翻新流程,探索低成本發(fā)射路徑,其復(fù)用經(jīng)驗(yàn)將推動(dòng)星艦系統(tǒng)向 “免維護(hù)” 目標(biāo)邁進(jìn)。
2.回收技術(shù)突破:S35 組件的捕獲測(cè)試與再入驗(yàn)證,為飛船回收系統(tǒng)的工程化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
(二)強(qiáng)化系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)
1.硬件迭代驗(yàn)證:基于 IFT-8 暴露的問題,麥格雷戈測(cè)試場(chǎng)對(duì)猛禽引擎及姿態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn),IFT-9 將在真實(shí)發(fā)射場(chǎng)景中驗(yàn)證優(yōu)化效果。
2.助推器操控升級(jí):通過受控翻轉(zhuǎn)與著陸燃燒實(shí)驗(yàn),提升助推器回收精度與安全性,為后續(xù)任務(wù)提供技術(shù)保障。
來源:X-BingoBoca
(三)拓展有效載荷與任務(wù)能力
1.商業(yè)發(fā)射賦能:部署星鏈模擬器測(cè)試有效載荷艙功能,支持未來商業(yè)衛(wèi)星批量發(fā)射及行星間貨運(yùn)任務(wù)。
2.軌道機(jī)動(dòng)驗(yàn)證:太空猛禽引擎點(diǎn)火測(cè)試驗(yàn)證軌道變軌能力,這對(duì)月球、火星等深空探測(cè)任務(wù)至關(guān)重要。
星艦第九次試飛方案 來源:SpaceX官網(wǎng)
(四)優(yōu)化再入熱防護(hù)體系
1.熱防護(hù)迭代:通過熱防護(hù)罩、替代瓦片材料測(cè)試及燒蝕問題攻關(guān),提升星艦再入大氣層時(shí)的生存能力,為載人任務(wù)安全提供保障。
2.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)證:襟翼應(yīng)力測(cè)試將確認(rèn)第二代飛船的結(jié)構(gòu)升級(jí)效果,確保再入過程中的機(jī)體穩(wěn)定性。
來源:X-Vikranth Johna
(五)完善監(jiān)管與安全認(rèn)證
FAA 審批通過及危險(xiǎn)區(qū)域擴(kuò)展,證明 SpaceX 滿足嚴(yán)苛安全標(biāo)準(zhǔn),為每年 25 次高頻發(fā)射計(jì)劃提供合規(guī)支持。
(六)更遠(yuǎn)的計(jì)劃
1.載人任務(wù)進(jìn)階:若 IFT-9 測(cè)試成功,星艦將更接近通過 NASA 阿爾忒彌斯計(jì)劃的載人任務(wù)認(rèn)證。
2.航天生態(tài)重塑:規(guī)?;l(fā)射與成本下降目標(biāo)的推進(jìn),可能顛覆傳統(tǒng)太空運(yùn)輸模式;測(cè)試數(shù)據(jù)將直接支撐第三代星艦研發(fā)及 2025 年 25 次發(fā)射計(jì)劃。
03
SpaceX新進(jìn)展:
“STARFALL”和機(jī)器人的加入
“STARFALL”計(jì)劃持續(xù)進(jìn)行中
據(jù)透露,SpaceX 的員工近期投身到一項(xiàng)與星際飛船緊密相關(guān)的項(xiàng)目中,該項(xiàng)目被命名為 “星落”(Starfall)。此項(xiàng)目和軍事行動(dòng)存在關(guān)聯(lián)。軍方官員與航天公司的合作,往往側(cè)重于利用火箭進(jìn)行貨物快速運(yùn)輸。其核心關(guān)注的指標(biāo)為:航天器在發(fā)射后的一小時(shí)左右,將大量物資精準(zhǔn)運(yùn)送到軍事基地或者偏遠(yuǎn)地區(qū),用以提供助力。
2024年,SpaceX還在一份法律文件明確表示: 計(jì)劃為美國空軍執(zhí)行一次火箭貨運(yùn)任務(wù)。任務(wù)中,星際飛船將挑戰(zhàn)運(yùn)輸6.6萬鎊的政府貨物,預(yù)計(jì)收益1.49億美金進(jìn)一步投入貨運(yùn)項(xiàng)目當(dāng)中。
火星計(jì)劃,最大的卡點(diǎn)是什么?
無人火星任務(wù)一直是馬斯克在SpaceX主要推動(dòng)的目標(biāo)。2026年,是登陸火星的良好時(shí)機(jī),地球與火星的距離相對(duì)較近,可以降低一定飛行難度。
在軌加油成為任務(wù)的核心挑戰(zhàn)。過往,燃料裝載環(huán)節(jié)通常在地面完成;SpaceX的目標(biāo)卻是讓飛船在執(zhí)行任務(wù)期間,完成在軌加油。據(jù)透露,三次加油已經(jīng)成為火星之旅的討論重點(diǎn)。
太空中運(yùn)輸推進(jìn)劑實(shí)屬全球首次嘗試,飛船之間的燃料轉(zhuǎn)移也要求著超低溫環(huán)境以防爆沸。不過,這一切看似“瘋狂”的想法都有跡可循。
因?yàn)?,二十多年前,SpaceX創(chuàng)立時(shí),就明確了終極目標(biāo):將人類送上紅色星球(火星)。
2025年3月,馬斯克還在社交平臺(tái)表示:“星際飛船將于明年年底搭載擎天柱前往火星?!?/p>
一切值得拭目以待。
所謂不可能,不過是尚未被拆解的方程式。
如同馬斯克所說:“ 失敗是一種選擇,而不敢嘗試才是真正的失敗 ”
那些被高溫灼蝕的鈦合金外殼、在振動(dòng)中淬煉的燃料管線、從爆炸數(shù)據(jù)里涅槃的算法邏輯,共同構(gòu)成了 SpaceX 刻在火星軌道的基因序列 —— 不是對(duì)失敗的恐懼,而是將每次墜落都轉(zhuǎn)化為上升推力的哲學(xué)。
世上從來沒有橫空出世的奇跡,只有把 "不可能" 拆解成一千個(gè)待解變量的偏執(zhí)。
「瞄準(zhǔn)月亮,如果你失敗,至少可以落到云彩上面」
參考來源:
綜合匯編自X、https://www.wsj.com/science/space-astronomy/spacex-starship-mars-military-elon-musk-3240c18d
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