摘要:SpaceX 发言人在直播中表示:“我们预计飞船引擎会在 40 秒前熄火,但我们看到一些引擎在那之前就开始熄火。所以现在我们只能待命,试图获取有关我们所在位置的最新消息。”
当地时间1月16日,SpaceX的Starship “星舰”飞船第七次飞行测试以失败告终。
直播显示,在火箭成功发射后不久,Starship飞船成功脱离了助推器,启动了火箭发动机并升空进入轨道,但随后部分发动机似乎出现了故障。
没过多久,SpaceX发现无法再获得飞船遥测数据,与飞船失联。不过助推器被成功捕获。
图 | 成功捕捉助推器(来源:马斯克、X)
SpaceX 发言人在直播中表示:“我们预计飞船引擎会在 40 秒前熄火,但我们看到一些引擎在那之前就开始熄火。所以现在我们只能待命,试图获取有关我们所在位置的最新消息。”
SpaceX 的直播显示,当飞船停止共享数据时,Starship飞船的六个发动机中只有一个亮着。
最终,SpaceX宣布Starship飞船出现“快速意外解体”,这通常意味着火箭爆炸或意外损毁。
目前尚不清楚Starship飞船爆炸的原因、时间或方式。SpaceX表示,该飞船配备了“飞行终止系统”,当飞船开始偏离航线时会将其炸成碎片。在最初几次测试中,该自毁功能曾被激活。
图 | SpaceX宣布第七次测试结果(来源:X)
这艘123米高的巨型火箭不仅是人类迄今建造的最强大的火箭系统,更肩负着重返月球和开启火星之旅的宏伟使命。
此次测试意义非凡,因为这艘Starship在很多方面进行了重大升级,甚至是重新设计。按照计划,它背负了一系列测试目标,例如有效载荷部署测试、隔热瓦选择性测试、重新点火等等。
虽然此次测试以失败告终,但从2023年4月的首次试飞至今,Starship已经从最初发射后数分钟就爆炸,发展到如今能够完成可控的助推器捕捉,进步显著。
值得一提的是,美国宇航局(NASA)已经同意向SpaceX支付近30亿美元用于开发Starship,计划最早在2027年将其用作载人登月飞船。
图 | 第七次飞行测试示意图(来源:SpaceX)
本次测试原定于1月15日进行,但由于天气原因被推迟了一天。
巧合的是,就在同一天,杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)领导的蓝色起源公司(Blue Origin)也试飞了火箭“新格林”(New Glenn),并取得了成功。蓝色起源希望通过“新格林”火箭加入全球发射市场的竞争,挑战SpaceX多年来的主导地位。
此次飞行测试,SpaceX使用了经过全面升级的新一代Starship飞船。虽然SpaceX尚未公布导致飞船失联和失踪的原因,但或许与过多的设计改动有关。
据SpaceX介绍,他们在设计上进行了多项重要改进,飞船的前襟翼不仅尺寸减小,还被移至飞船顶端,远离隔热防护层,这一改进大大降低了再入大气层时的热量暴露,同时简化了底层机制和保护瓦片。
在先前的飞行测试中,飞船再入大气层时产生的高达1427℃的高温曾让Starship的襟翼变成了马斯克所说的“骷髅手”。
图 | 测试中,助推器靠近捕捉架(来源:SpaceX)
新Starship的推进系统也进行了重大升级,包括将推进剂容量提高25%,对输送管线进行真空包覆,为猛禽真空发动机配备新的燃料输送系统,并改进了控制阀门和读取传感器的推进航空电子模块。
飞船的航空电子设备也进行了彻底的重新设计,增加了额外的功能和冗余,以适应日益复杂的任务需求,如推进剂转移和飞船返回发射地点等。
新系统配备了更强大的飞行计算机,集成了星链(Starlink)、全球导航卫星系统(GNSS)和备用射频通信功能的天线,重新设计的惯性导航(inertial navigation)和星跟踪传感器(star tracking sensors),以及集成智能电池和电源装置,可以向飞船的24个高压执行器分配数据和2.7 MW的电力。
此外,飞船上的摄像头数量增加到30多个。在星链的帮助下,它可以在飞行的各个阶段实时传输超过120Mbps的高清视频和遥测数据,这些数据能够帮助工程师快速改进所有系统。
图 | 等待飞行测试的Starship飞船(来源:SpaceX)
按照原计划,本次任务的一个重要创新将是首次进行有效载荷部署测试。Starship飞船原计划在太空释放了10个与下一代星链卫星大小和重量相似的模拟器。这是其卫星部署任务的首次演习。
这些模拟器将与Starship保持相同的亚轨道轨迹,最终目标是在印度洋溅落。同时,飞船还计划在太空中尝试重新点燃一台猛禽发动机,这是验证多次点火能力的重要一步,为未来需要多次发动机点火的任务做准备。
在返回技术方面,此次飞行测试本来是包括多项实验的。他们在飞船上故意移除了一些隔热瓦片,以对整个飞行器脆弱区域进行压力测试。
同时SpaceX还打算测试多种金属瓦片选项,其中包括一种带有主动冷却功能的版本。飞船两侧装有非结构性的捕捉接头,用于测试这些接头在热环境下的性能。工程师们还对瓦片边缘进行了平滑和锥形处理,以解决第六次飞行测试中观察到的再入热点问题。
值得一提的是,在超级重型助推器(Super Heavy Booster)所用的33台猛禽发动机中,有一台发动机是第二次上天,它是第五次飞行测试中发射并回收的。这也是SpaceX首次使用回收的猛禽发动机。
在2024 年 11 月 19 日的第六次Starship测试中,发射和捕捉塔上的塔臂传感器出现了损坏,超重型火箭助推器被迫溅落于墨西哥湾。因此SpaceX此次对其进行了硬件升级,加强对塔臂传感器的保护,旨在提高助推器捕捉的可靠性。
对于SpaceX而言,此次超级重型助推器的成功回收,无疑是一种慰藉。
图 | 2024 年 11 月 19 日的第六次Starship试飞,特朗普亲临观看(来源:CNN)
为了确保安全性,SpaceX对助推器的返回和捕捉设定了严格的条件。只有在助推器和发射塔系统都处于健康状态,且任务飞行主管发出最终手动命令的情况下,才会进行捕捉。
如果在助推器返回燃烧完成前未收到该命令,或者自动健康检查显示超级重型助推器或发射塔状况不佳,助推器将默认转向墨西哥湾进行软着陆。
SpaceX对Starship的未来规划雄心勃勃。据SpaceX工程师透露,公司正在德克萨斯州“星际基地”完成面积约9.29万平方米的“星际工厂”建设。
图 | SpaceX星际基地(来源:SpaceX)
该工厂每年预计将生产数百艘Starship飞船,以支持密集的太空任务。这些飞船计划执行长期太空任务,前往月球或火星,或作为加油船为其他飞船补充燃料。而超级重型助推器则会返回地球,为下一艘飞船的发射做准备。
在通往月球和火星的道路上,SpaceX仍有许多技术挑战需要克服。例如,其尚未进行轨道飞行测试,也未验证空中加油技术,这对于为飞往月球的飞船补充足够燃料至关重要。
在发射前,SpaceX信心满满地表示:“新的一年对于Starship来说将是具有变革意义的一年,我们的目标是实现整个系统的在线重复使用,并执行越来越有挑战性的任务,逐步实现将人类和货物送入地球轨道、月球和火星的目标。”
然而,随着Starship飞船的损毁,SpaceX野心勃勃的计划能否继续推进,只能交给时间来验证了。
参考资料:
https://www.spacex.com/launches/mission/?missionId=starship-flight-7
来源:DeepTech深科技