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SpaceX 最近决定再次飞行超重型助推器,这可能是该公司历史上最重要的时刻。但究竟是什么让这一步如此重要呢?
在德克萨斯州南部一个平静的星期四早晨,一声震耳欲聋的轰鸣声划破长空,超重型助推器 14 号重新启动。当地时间上午 9 点 40 分,当这枚巨大的火箭固定在 SpaceX 的星际基地发射场时,火焰从其下方喷出。这是该公司首次发射经过飞行验证的超重型火箭。
这次持续 8 秒的静态点火测试标志着一个关键的转折点,不仅对助推器本身,而且对整个 SpaceX 星舰计划都意义重大。14 号助推器在 1 月份的试飞中已经飞行过一次,但它并没有被退役或送回火箭花园,而是被就地翻新,安装了来自先前任务的部件,像弗兰肯斯坦一样拼凑起来,并准备再次投入使用。
现在 SpaceX 证实,这枚助推器将成为即将进行的星舰发射的一部分。他们表示,首次超重型火箭重复使用将是实现零接触再飞的目标迈出的一步。这就是他们在 X 上发布的内容。
SpaceX 表示,助推器的 33 个猛禽发动机中有 29 个之前已经飞行过,这不仅是一个技术奇迹,也是一项后勤成就。同时开发和操作 33 个甲烷燃料发动机已经极其复杂。而重复使用其中的大部分发动机并仍然能够使系统运行,这是一项神乎其技的工程壮举。
这些发动机中的每一个都为火箭惊人的 1700 万磅推力做出了贡献,是 NASA 将人类送上月球的土星 5 号的两倍。这项成就非常重要。这项成就现在尤其重要,因为星舰火箭的另一半,即上级,一直面临困境。星舰上级的最后两次飞行都以失败告终,在任务进行约 8 分钟后发生爆炸。
现在,大约在飞行的同一阶段,工程师们的问题多于答案。
虽然助推器的研制正在加速,但星舰本身仍然是一个未解之谜。即使星舰系统的一些部分正在向前发展,最近的一系列失败也减缓了整个项目的进度。在 1 月和 3 月的试飞中,升级后的上级(现在是 Block 2)都失去了发动机动力,并开始失控翻滚。
每次它都在到达预定溅落区之前在空中解体,碎片散落在巴哈马群岛和特克斯和凯科斯群岛附近的海洋中。这些反复的失败不仅结束了这些具体的飞行。因此,它们阻止了 SpaceX 测试 Block 2 的一项关键创新:其增强的隔热罩。
现在,如果没有成功的再入尝试,工程师们就无法验证重新设计的瓦片是否能够承受再入时强烈的热力。现在,这使得系统的关键要素未经验证,并为未来的任务增加了更多的不确定性。但尽管上级遭遇挫折,SpaceX 在助推器可重复使用性方面的进展比许多人预期的要快。
与猎鹰 9 号相比,猎鹰 9 号在其研发的早期需要在飞行之间进行大量的翻新和后勤工作,超重型火箭的周转效率要高得多。猎鹰 9 号的第一个重复使用的助推器必须在全国各地来回运输数月进行测试。
相比之下,超重型火箭在不到 90 天的时间内就准备好了再次飞行,而且从未离开它在德克萨斯州星际基地的家。部分原因是猎鹰 9 号从一开始就没有设计成快速可重复使用的。
从早期项目中吸取的教训已直接融入超重型火箭的设计中。这意味着,SpaceX 可以进行所有工作,包括测试、翻新、重新组装,只需在发射场几英里范围内即可,而不是将火箭运输数千英里进行维修和检查。只需把它运到那里。
另一个区别在于这些助推器的回收方式。猎鹰 9 号使用着陆腿垂直降落在无人机船上。然而,超重型火箭完全跳过了腿。这玩意儿没有腿。取而代之的是,它被安装在发射塔上的巨大的机械臂(称为筷子)抓住。
这使得周转速度更快,并且无需着陆装置,着陆装置容易损坏,还会增加很多重量。超重型火箭的难度要高得多。它更大、更强大、也更复杂。当与星舰上级堆叠在一起时,它超过 400 英尺高,超过了人类历史上所有发射系统的高度。
它的发动机数量也超过了以往任何火箭。这意味着有更多系统需要完美地协同工作。尽管面临这些挑战,超重型火箭的性能一直很稳定。SpaceX 迄今为止已经进行了 8 次星舰综合试飞。自首飞失败以来,随后 7 次超重型助推器发射均成功。
在最近四次尝试回收助推器的过程中,有三次成功了。这与上级最近的记录形成了鲜明对比,上级在连续两次发射中都失败了。但这为什么如此重要呢?首先,一个简单的事实是,使星舰可重复使用是埃隆·马斯克将人类送上火星的长期目标的基础。
如果没有可重复使用的系统,向深空定期发射任务将变得成本高昂。每次成功的重复使用测试都会降低未来发射的潜在成本,并将这项技术更接近于实际的、经济实惠的深空探索。然后是星舰在美国太空政策中的作用。美国宇航局依靠 SpaceX 使用星舰在其阿尔忒弥斯计划下进行载人登月。
但这不仅仅是一次火箭发射。这是一个庞大的编排,涉及多达 10 次在轨加油发射,以便在星舰前往月球之前为其补充燃料。
如果 SpaceX 无法可靠地重复使用超重型助推器和上级,它将无法频繁飞行以满足这一需求。另一个重要的部分是星链。SpaceX 计划使用星舰发射更重的下一代星链卫星,以改善其全球互联网服务。现在这些卫星太大,无法装入猎鹰 9 号的有效载荷整流罩内。
因此,在星舰成为可靠的发射系统之前,这些升级将继续搁置。
美国联邦航空局最近批准了 SpaceX 对 1 月份失败事件的内部调查。该公司得出结论,飞行过程中的振动比预期的要强,导致应力损坏发动机部件并引发火灾。这场大火使关键系统瘫痪,并导致失去控制。SpaceX 实施了 11 项具体更改,以防止同样的问题再次发生。
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然而,3 月份失败的原因仍然相似。调查仍在进行中。尽管早期科学表明失败点非常相似,并且由于上级问题没有已知的解决方案,因此 SpaceX 何时能够推进端到端测试尚不清楚。该公司最初的目标是在 2025 年进行多达 25 次星舰发射。
现在,这个目标看起来越来越不可能实现。星舰仍在苦苦挣扎,未来 12 个月可能只会飞行几次。延误不仅影响 SpaceX。美国宇航局有数十亿美元的资金与依赖星舰运行的合同挂钩。如果加油测试推迟到马斯克建议的 2026 年,那么宇航员登月的计划时间表也将推迟。
这种多米诺骨牌效应可能会延迟未来的阿尔忒弥斯任务,迫使美国宇航局重新考虑其深空探测目标的计划。目前,SpaceX 尚未公布星舰第九次飞行的目标日期。分配给该任务的上级目前仍在星际基地设施内。它的下一个里程碑将是其发动机的静态点火测试,然后进行检查和最终准备。
只有这样,SpaceX 才会将星舰移至发射台,并将其安装在 14 号助推器顶部进行全堆测试。顺序很明确,但结果却并非如此。如果下次飞行再次失败……
SpaceX 可能不得不完全暂停发射,直到能够识别并解决根本原因。如果成功,它将允许工程师最终测试隔热罩,并可能更接近轨道回收。在此之前,SpaceX 将继续其高空走钢丝的行为,将有史以来最复杂的火箭推向可重复使用性。
同时仍在努力应对其上级失败的挑战。嘿,感谢您今天的观看。我想花一秒钟时间,我想与您达成一项协议。如果您喜欢星舰内容,并且希望继续在您的信息流中获得星舰内容,我希望您免费做一些事情。让我们点击订阅按钮、点赞按钮并在下面留下表情符号。这是我对您的承诺。让我们达成协议。你和我,我
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