摘要:当地时间2025年1月17日,埃隆·马斯克(Elon Musk)旗下太空公司SpaceX进行“星舰”第七次试飞,本次使用了星舰飞船的全新版本,号称是“全球最大的火箭”。
一鸽再鸽的星舰还是来了!
当地时间2025年1月17日,埃隆·马斯克(Elon Musk)旗下太空公司SpaceX进行“星舰”第七次试飞,本次使用了星舰飞船的全新版本,号称是“全球最大的火箭”。
发射后火箭第一级助推器又一次实现发射塔回收,在降落时由发射塔上的机械臂“夹住”,在半空中“捕获”回收。但火箭第二级飞船随后与地面团队失去联系,飞船直播画面中断,原因尚在调查。
本次试飞,“block 2”版本的“星舰”的电子设备“彻底重新设计”,“星舰”硬件也是首次实现重复使用,即星舰超重型助推器的33台猛禽发动机中的一台曾用于第五次试飞任务,也是那时迄今唯一一次助推器安全返回的测试,因此公司首次有机会对硬件重复使用。
本次任务还将开创性地尝试在太空中部署有效载荷——10颗模拟卫星。这些模拟卫星的尺寸和重量均与SpaceX下一代星链(Starlink)卫星相仿,旨在作为未来卫星部署任务的一次实战演练。但目前来看,这些任务都未完成,
对此,SpaceX在X公布:“星舰在上升燃烧期间发生了快速意外解体。团队将继续审查今天的飞行测试数据,以更好地了解根本原因。希望今天的飞行将帮助我们提高星舰的可靠性。”
而在一天前,美国时间1月16日,贝佐斯的美国蓝色起源公司研制的新格伦(New Glenn-1)大型火箭首飞,该火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射升空。随后,火箭一二级分离。蓝色起源确认火箭第二级及其搭载的名为“蓝环探路者”的飞行器成功进入预定轨道。但火箭第一级未能按计划实现海上回收。
在星舰七飞之前,贝佐斯与马斯克在X上进行了互动。
星舰七飞的前2天,SpaceX 猎鹰 9 号火箭成功把美国萤火虫太空公司的“蓝色幽灵”月球着陆器和日本 ispace 公司的“坚韧号”月球着陆器送上月球。此次无人任务是SpaceX首次向月球表面发射航天器。此外,NASA已认定星舰作为阿尔忒弥斯3号任务的月球登陆器。2027年,送宇航员登月将值得拭目以待。而在此之前,马斯克计划于2026年之前发射无人的星舰前往火星探路。
从地球到月球再到火星,SpaceX将电影情节搬进了现实。如今,星际文明的路不再是未知答案,就在前方。那么,星舰第七飞进行了哪些升级?完成了哪些任务清单?2024年收官,来自星舰的年报是怎样的?谁又能打破SpaceX一家独大的格局?以下,Enjoy:
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全新星舰,首次起飞
SpaceX升级清单来了!
对于十分看重重复回收的SpaceX来讲,全新升级同时意味着回收技术的再次提升。
早在星舰六飞后,SpaceX官方就曾表示,七飞将进行大规模的硬件回收再利用。马斯克针对其中五飞上阵的硬件“老员工”还给予了肯定和支持。
全新升级的星舰是什么概念?可以说,星舰已经是世界上最大的火箭。高120米、直径9米、起飞质量7500吨的“最强火箭”,已经是马斯克官方认证过的「威力是土星五号月球火箭的两倍多」。
同时,这并不会是最终版本。星舰V3预计会在一年内完成飞行,功率还将增加3倍。
总体而言,全新星舰的优化,主打一个「实用」性:
1.优化外形设计:调整了前襟翼的尺寸和位置。尺寸更小、位置更靠近星舰头部,结构更加简化。更小的前襟翼将改善载入过程中的热保护能力,相当于一层更耐热且轻盈的“防护服”。
隔热罩采取新型瓦片,在重入大气层时,将减少机身负担、抵御高温侵袭。同时,还有一层备用的隔热防护层。如果说,少量的瓷砖瓦片受损或是临时脱落,星舰将有第二层安全保护。
2.增强燃料供给:飞船推进系统增大了油箱容量,体积增加25%,以提高飞行时长和轨道能力。此次调整,使推进剂从1200吨增加至1500吨,以便支撑未来的深空任务;同时,猛禽真空发动机采用全新的燃料供给管线系统,用以延长飞行时长,提高任务适应性;控制阀门和检测传感器的系统也作出调整和升级,帮忙更精确地调控发动机和进行故障诊断。
3.升级航电系统:星舰搭载更强大的飞行计算机和集成天线,能够实现飞行过程中的全方位性能监控;全新的惯性导航和跟踪传感器系统,可以支持飞船准确判断自身位置和飞行姿态。
30多个机载摄像头,部署在各个关键位置,将帮助实时传输高清视频和遥感数据,以120Mbps的带宽回传高分辨率的图像,帮助工程数据的迭代与分析,产出精准数据支持飞行决策。
智能电池和配电系统将提供2.7兆瓦的功率,为星舰身上21个高压驱动执行器等组件提供动力。
4.进化超重型助推器:此次,SpaceX星舰的33枚猛禽发动机中,首次「重复使用」了一台猛禽发动机,编号314。这台“老伙计”曾在星舰5次飞行测试中崭露头角。设计师们还在发动机外壳上写上了与圆周率同样发音的“pie”,或许是希望可以无限循环使用下去。
同时,为保障监管要求,70多米高的超重型助推器上已经安装好飞行终止系统的爆炸装置,增强安全性。
5.改进关键硬件:吸收第六次试飞的教训,接收塔传感器为减少受损,进行硬件的更新换代,“筷子夹火箭”再度上演。
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SpaceX 七飞任务一览
绝非简单的重复
首次使用星际飞船V2版本的S33,与前六次飞行任务相比,最值得关注的地方是:旨在测试太空有效载荷的部署能力。这意味着,SpaceX正在为深空常态化任务做打算。
亮点一:星舰将首次尝试在太空中部署有效载荷——10颗模拟卫星。
模拟卫星的尺寸和载重均和星链卫星类似,意在提前模拟测试卫星部署能力,以便于卫星网络和发射服务的后续开展。星舰模拟卫星将同星链处于同样的亚轨道上,目的是溅落到印度洋。
亮点二:超重型助推器硬件的「回收与再利用」
1.首次复用猛禽发动机:
曾在2024年10月,第五次试飞中回收的猛禽发动机硬件,再次应用在第七次试飞中,B14上搭载314发动机,实现了推进器重复使用的一次重磅尝试。
星舰的可回收使用对于NASA的阿尔忒弥斯计划来讲至关重要,SpaceX为实现载人着陆的目标,计划将星舰加油型号首先送入近地轨道,再通过十余次的火箭发射和推进剂转移以提供足够的燃料。这类任务的演示,预计将在春夏两季展开。
2.火箭回收塔升级:
为了提高「筷子夹火箭」的成功性,经历了上次试飞后,“Mechazilla”发射塔的夹持装置进行了加固和防护,SpaceX整体进行了硬件升级。
第五次试飞“筷子夹火箭”画面
试飞坠洋画面
3.首次尝试block 2 Starship全面升级
SpaceX官网显示,全新星舰几乎实现了电子设备的完全重设,搭载了30余个摄像头,增加25%的推进剂和3.1米的高度。
亮点三:重入大气层与回收实验
重入大气层的实验将更有挑战性,以测试星舰还有多久可以实现完全重复利用。
1.材料耐热能力测试:故意移除部分隔热砖,星舰试图找到舰体能够承受的最热负荷,并且在部分地方安装了不同类型的隔热材料,用以评估不同材料的极限点。
2.回收装置耐热评估:机身两侧已安装的抓取装置并非最终版本,而是为了测试重入大气层,在高温环境下的详细表现;机身隔热瓦和结构衔接点还进行了平滑修型的处理,以优化六飞时的“热点”问题。
3.大气层再入压力测试:星舰预设的载入轨迹,将会在最大的动压点时测试机器的结构强度,确保其极限和未来执行任务时的安全程度。
4.发射塔雷达传感器敏感测试:“筷子夹火箭”的操作,需要星舰在接近发射塔时精准测距从而实现塔架抓取。本次试飞,发射塔上也将实验多种雷达,用以保证后续任务的精确度。
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2024与2025
来自SpaceX的星舰年度总结
加速主宰太空探索的SpaceX,在2024年圆满收官,2025年任务和压力倍增。
2024,星舰实现多项壮举2023年,星舰两次发射,两次“炸烟花”。
2024年,星舰四次发射,四次没有爆炸。
来到星舰的年终总结,一年航天发射,SpaceX给了世界一点冲天震撼,从试飞目标到着陆方式和发射频率,都实现了质的突破。
星舰第三飞:
2024年3月14日,星舰B10+S28顺利实现起飞、上升和分离。
B10在着陆点火中,并没有按计划启动发动机。发动机液氧过滤器堵塞导致涡轮泵入口压力损失,造成推力不足。最终,墨西哥湾上,不正常摆动导致解体。
S28实现了舱内燃料转移、载荷舱舱门开关,但并没有实现真空发动机再点火。起飞49分39秒后,由于黑障,飞船失去信号。
星舰第四飞:
2024年6月6日,星舰B11+S29顺利完成试飞全过程。此次飞行,验证了超重型高精度着陆能力、星舰的载入能力以及软着陆能力。
B11实现0.5厘米级的高精度渐落,完成了墨西哥湾的软着陆,按计划走完全流程。
S29通过热分离、关闭发动机、轨道滑行、再入大气层等,渐落在距离目标地6公里的印度洋海域,按计划走完全流程,并且首次实现了一二级软着陆。
星舰第五飞:
2024年10月13日,星舰B12+S30首次尝试并完成了火箭回收,验证了机械臂捕获回收模式,实现原位置回收超重型。
S30最终以渐落在距离目标地10米的印度洋海域。
星舰第六飞:
2024年11月19日,星舰B13+S31完成了最后一次综合测试飞行。
B13火箭尾流破坏了发射塔顶的通信塔,导致回收条件不足,被临时取消原位回收操作,渐落墨西哥湾。
S31则首次尝试并实现第一次在轨太空点火演示,并且实现了高精度的软着陆。(第三次试飞时原计划曾有这一项任务,因飞船姿态最终取消。)
星舰之外,SpaceX的商业价值也伴随着火箭发射一飞冲天。两周前,SpaceX的估值在2550亿美元上下,最新估值则有望创下全球私营公司的全新纪录。
估值飙升也帮助SpaceX获得了源源不断的大订单。
2025,星舰计划不容小觑2025年,SpaceX只会更加疯狂,保持着日常发射打卡的状态。
2024年12月17日,马斯克曾提到,猎鹰九号在明年的发射次数很可能超过180次。得益于火箭助推器的不断重复使用能力,猎鹰九号几乎达到了「做一休一」的高频工作量。
目前看来,同一个火箭助推器可以执行25到30次的任务数量。并且,猎鹰九号从着陆到再飞,全流程的冷却时间只有三周左右。虽然完全百分百利用仍然道阻且长,但SpaceX确实做到了降低成本、提高效率和利润,执行更多任务。
星舰作为王炸产品,仍然值得关注。七飞虽然并不成功,但在可预见的未来,星舰发射频率超猎鹰九号、有效载荷任务量翻倍,都可能成为现实。
目前,SpaceX正在寻求批准在基地进行25次的发射和着陆。从一年两次到一月两次,星舰也将被推的更高、更快,甚至绕地球一圈后成功着陆。在既有在轨燃料补给的成果下,朝着太空加油的目标前进,实现两艘星舰在两万公里每小时的速度下,顺利对接,补给燃料。
轨道燃料的冷却问题将成为需要克服的难点。作为推进剂的液化甲烷和氧气必须在低温情况下保存,以免被太阳炙烤导致沸腾甚至爆炸。
不碰撞的前提下,精准对接飞船搭配上移动易挥发的超低温燃料,将成为马斯克又一次疯狂的尝试!
·Starbase
2024年,SpaceX共发射了4次星舰、134次猎鹰火箭,打破2024年的总记录,完成了多次“奇点时刻”。全年,SpaceX完成了428次发射、390次回收和360次复用。
为了匹配马斯克在2025年定下的雄心勃勃计划,Starbase作为基础设施也被定下了不少“小目标”。从发射场演变为火箭生产线,它可以支持火箭生产的多个阶段。
马斯克定下的小目标是:2025年底,每3天就可生产一艘星际飞船。算下来,一年将有100多艘星际飞船被打造好。但这并非他的终极目标。
「星际工厂」终极版,应当是每天至少制造一艘星际飞船。
新年伊始,地球通往月球、火星的故事还在继续。承载着人类梦想的尝试逐步走向「实用」。“没有虚构成分的科幻小说”正在上演,风起云涌的航天江湖,机遇永远大于挑战。
康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基曾说过:“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远被束缚在摇篮里,而会不断探索新的天体和空间,开始将小心翼翼地穿出大气层,然后再去征服太阳系。”
永远相信人类的潜力和创造力,我们正目睹着未来的到来。
这,也仅仅是未来的开端。
References:
1.SpaceX官网
2.盘点2024年度SpaceX·发射篇 by 三体引力波
3.#马斯克 :星舰除了增加直径之外,还将在长高10米。by SpaceX 星舰
4.SpaceX将成全球最贵私营公司!最新估值正冲击3500亿美元 by 财联社
来源:经纬创投