澎湃新闻:客观评价星舰第三次发射的进步,不足和目标
北京时间3月14日晚,太空探索技术公司(SpaceX)的星舰火箭在重返大气层期间与地面失去信号近14分钟,SpaceX评论员称,“我们可能失去了星舰”,星舰的第三次试飞提前结束。 6park.com经过3次试飞和密集改进,“星舰”虽然仍未实现入轨目标,但每次发射展现的进步都是可圈可点的。 6park.com必须实现“星舰”廉价、快速、可靠地回收复用。事实上,这是“星舰”项目的核心挑战,也是SpaceX公司快速迭代的终极目标,更是“星舰”研发中最艰难、最耗时的一步。 6park.com全新试验
执行本次任务的“星舰”直径达9米,高121米,主体采用不锈钢材料。第一级又被称作“超重型助推器”,高71米,可加注推进剂约3400吨,起飞总推力超过7500吨。第二级可加注推进剂约1200吨,推力1500吨左右。SpaceX公司宣称,“星舰”在两级完全回收模式下的近地轨道运力不低于150吨,一次性发射模式下的近地轨道运力可达250吨,未来这两个指标有潜力分别提升到200吨和300吨。 6park.com
此外,“星舰”加注系统实施改进,耗时从以往的1.5小时缩短约50分钟。缩短加注时间既有助于控制推进剂升温,减少推进剂蒸发浪费,更有利于充分利用过冷状态的密度效应,为“星舰”尽量装载更多推进剂。
“星舰”一二级顺利热分离后,其第一级类似猎鹰9火箭第一级,相继完成了调头、点火、反推等返回流程,出于安全考虑,计划降落到距发射场不远的海面上,但在最终着陆前的点火阶段,第一级开始异常旋转,栅格舵全力纠偏,仍未能稳定姿态,最终也未能正常点燃全部发动机,减速效果不佳,最终高速坠海。
第二级则在绕地球飞行约半圈后以类似航天飞机的姿态再入大气层。按计划,隔热瓦应经受住再入高温考验,确保第二级进入大气内滑翔,最终坠入印度洋。但实际发射时,第二级再入前开始旋转,姿控系统未能维持稳定,无法保持再入所需姿态,随后彻底失去遥测信号。
值得注意的是,除单纯的发射测试外,“星舰”第三次试飞融入了更多测试项目,对未来部署巨型星座和美国载人登月都显得至关重要。
首先,“星舰”第二级此次试飞中尝试开闭星链卫星释放舱门。而在前两次试飞中,该舱门被闭锁焊死,无法打开。不过,由于本次“星舰”仍未真正进入绕地轨道,没有实际演示释放卫星。在试飞中,舱门开启发生卡涩,反复尝试后方才开启。
然后,“星舰”第二级开展了低温推进剂转移测试,验证未来多枚“星舰”为“星舰加油站”和“星舰加油站”为载人登月舱大规模补给低温推进剂。考虑本次仅发射了1枚“星舰”,SpaceX公司决定“小试牛刀”,只是在“星舰”主贮箱和头部贮箱之间尝试小规模转移推进剂。在美国宇航局力推的“重返月球”任务中,“星舰加油站”和基于“星舰”第二级研制的载人登月舱都必须频繁实施在轨加注作业,因此这项试验是后续研发的重点之一,如果无法突破,“星舰”就只能“望月兴叹”。
最后,“星舰”计划试验猛禽发动机在太空中二次点火,又称离轨点火。需要说明的是,这次“星舰”在严格意义上仍属于亚轨道试飞,无法满足“绕地一圈”这个入轨的基本条件。预计经过离轨点火后,“星舰”再入轨道会更加“陡峭”,导致起飞约45分钟后就再入大气层。这是为了确保“星舰”第二级即使二次点火失败,仍会再入大气层并坠入无人海区,不会对公众产生风险。不过,实际飞行时,因“星舰”第二级滑行段姿态一直不稳,该项点火试验未能实施。
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