2024年3月15日 星期五

SpaceX星艦第三次試飛,迄今爲止最成功,進入太空,途經印度洋上空時解體

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來源:華爾街見聞

人類離登上月球,定居火星,遨遊宇宙的目標更進一步。

人類離星際遨遊,登上火星的目標更進一步了?

北京時間3月14日21點25分左右,馬斯克旗下的SpaceX(太空探索技術公司)在自家的星艦基地成功發射了“星艦”,併成功達到了太空,完成了該火箭的第三次關鍵試飛。

星艦,起飛!

人們紛紛歡呼雀躍,在火箭發射升空後,馬斯克發帖宣佈:“星艦達到了軌道速度!”,美國宇航局(NASA)局長Bill Nelson祝賀SpaceX“試飛成功!”

 

儘管最終這次試飛結果並未完全符合預期,但與前兩次試射相比,此次火箭的性能有所提升,星艦不僅僅飛得更遠、飛得更久,還成功完成了更多“里程碑”測試任務,離SpaceX將人們送上月球和火星的目標更進一步。

得益於星艦迅猛的發展勢頭,SpaceX公司的估值正瘋狂攀升。根據去年12月份的報道,SpaceX的最新估值達1800億美元(約合人民幣12940億元),在全球獨角獸企業中僅次於字節跳動。

第三次試飛較前兩次飛得更久

在過去的一年裏,SpaceX進行了兩次星艦試飛,一次在四月,另一次在十一月。但不幸的是,這兩次試射都以火箭爆炸告終。例如,去年4月首飛,火箭在升空幾分鐘後爆炸。

在對這些初期測試進行了仔細評估後,美國聯邦航空管理局(FAA)在週三批准了SpaceX進行第三次試射,這是FAA對SpaceX技術和設計改進的的肯定。

 

在這次試飛中,星艦飛行持續了大約一個小時,美中不足的是,星艦並沒有如原本計劃的那樣在印度洋的水面上着陸。在測試的最後階段,當它飛越印度洋上空時發生了解體,提前結束本次試飛任務。

提前結束本次試飛任務

而且,在第二次試飛的基礎上,第三次試飛將嘗試更多的目標,如在太空中打開/關閉艙門、飛行中的燃料轉移演示、首次在太空中重新點火Raptor發動機。在太空任務中,燃料轉移是一項關鍵技術,如前往火星,可能需要在航程中進行燃料補給或燃料調配。

星艦項目的長期目標是開發一種能夠多次使用的火箭,以降低太空旅行的成本並將人類送上月球、火星乃至更遠太空目的地,實現人類在其他星球上生存的長期願景。

雖然最終這次試飛結果並未完全符合預期,但此次試飛爲SpaceX提供了寶貴的數據和經驗,SpaceX將繼續分析這次試飛的結果,以優化火箭設計並提高火箭的性能和可靠性。例如,2023年4月首飛失敗後,SpaceX對“星艦”進行了1000多次修改。

而且,此次試飛沒有搭載任何人員。SpaceX的高層領導此前強調,在星艦攜帶任何船員之前,先要進行數百次星艦任務的飛行測試。

因爲,送人類上火星這類載人任務對火箭系統的性能和可靠性要求極高,任何小小的技術缺陷都可能導致任務失敗或對船員安全構成嚴重威脅。因此,SpaceX計劃通過大量的無人測試飛行來積累經驗,不斷優化設計,直至系統達到足夠的安全和可靠標準,才會考慮執行載人飛行任務。

星艦的尺寸驚人

星艦是迄今爲止發射的最高和最強大的火箭。星艦系統由兩部分組成:星艦飛船本身和“超重”助推器。

星艦飛船是該系統的上層部分,用於運送人類、貨物到地球軌道、月球、火星等。它是一個完全可重複使用的飛船,能夠在完成任務後返回地球,並經過檢查和維護後再次發射,這樣可以大大降低太空旅行的成本。

“超重”助推器是星艦系統的第一級助推器,負責在發射初期提供足夠的推力將星艦太空船送入太空。“超重”助推器將是有史以來推力最大的火箭助推器之一,它也可重複使用,進一步減少發射成本。

星艦尺寸驚人!

尺寸方面,星艦整體橫截面相當寬,它的直徑約爲30英尺(約9.1米)。此外, 星艦高達400英尺(約合121米),這使它成爲了有史以來最高的火箭,打破了此前美國航天局(NASA)用於阿波羅月球任務的土星五號火箭110.6米的最高記錄。星艦的高度和寬度提供了足夠的空間來實現其搭載大量人類和物品到太空的任務,同時也爲火箭的燃料和氧化劑提供了充足的儲存空間。

推力方面,星艦之所以被認爲是最強大的火箭,不僅因爲其巨大的尺寸,還因爲它擁有前所未有的推力。“超重”助推器裝有33個Raptor發動機,以液體甲烷和液氧作爲燃料。這些Raptor發動機共同產生的推力達到了1670萬磅(約7456.5噸力),這幾乎是美國宇航局(NASA)的SLS火箭推力的兩倍,也符合SpaceX將重物送上火星的目標。

星艦飛船裝備有六個Raptor發動機,這些發動機根據不同的飛行環境被分爲兩組:

1)地球大氣層內使用三個Raptor發動機:當星艦在發射升空或返回地球進行着陸時,需要在大氣層內進行精確的推力控制以確保安全和準確的飛行。這些發動機能夠適應大氣密度變化帶來的影響,有效地控制火箭的升降和橫向移動。

2)真空環境中使用三個Raptor發動機:當星艦達到地球大氣層外的太空環境後,這些發動機將被啓動,用於進行長距離的太空航行,包括前往月球、火星或其他深空目的地的任務。這三個Raptor發動機具有不同的噴口設計,以優化在真空中的性能,提供高效的推力輸出。

這種設計允許星艦太空船在不同的飛行階段和環境中使用最適合的發動機,從而提高整個系統的效率和可靠性。

對於一次完整的發射,整個星艦系統需要超過1000萬磅(約4535.9噸)的燃料。星艦大量燃料的需求是執行太空任務所面臨的挑戰之一。

 

星艦創紀錄的尺寸和強大的推力標誌着人類太空探索能力的一大飛躍。隨着SpaceX繼續前進,全世界都在密切關注這家太空探索公司將如何推進其雄心勃勃的太空探索計劃,並期待着未來星艦項目的更多成就。

試飛時間線梳理

第三次試飛的總體流程是,星艦在起飛後,需要進行“超重”推進器和星艦飛船的分離,隨後“超重”推進器將試圖在水面上着陸,而星艦飛船將繼續展開一系列新測試,最終在受控的情況下落入印度洋。根據官方公佈的時間表,假設一切順利,整一套流程需要64分鐘左右。

飛行軌跡圖

北京時間21點25分左右,星艦點火發射升空。

21點25分,星艦火箭的“超重”助推器和星艦飛船本身分離成功。“超重”助推器計劃返回地面嘗試在水面上着陸,而星艦飛船則繼續執行飛行任務。

21點33分,星艦飛船的6臺Raptor發動機成功熄火,飛船進入滑行階段,預期將在22點05分重啓發動機。

21點49分,SpaceX宣佈,星艦飛船的燃料轉移演示成功完成。

21點53分,打開/關閉星艦飛船艙門流程成功完成。

按照流程,下一步就是重啓發動機(22點05分)和星艦重返大氣層(22點14分)。但SpaceX介紹稱,22點05分的發動機重新點火流程可能已經被跳過,無論如何現在星艦將踏上前往印度洋的路。

22點28分,SpaceX表示,目前已經失去與星艦飛船的信號,確認已經與飛船失聯,今天的試飛無法再進行最後一步降落印度洋的流程。

編輯/tolk

譯文內容由第三人軟體翻譯。

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