第五次飞行任务完成
“星舰”第五次试飞任务在发射前就吸引了全球大批媒体和航天迷的关注。北京时间13日晚上8时30分左右,“星舰”从美国德克萨斯州基地成功发射升空。按照预定计划,“星舰”进一步测试了整个飞行过程:“超重型”火箭在完成发射任务后试图返回火箭发射场,并利用发射塔的机械臂捕捉火箭在空气中; “星舰”飞船将于发射后约一小时在西澳大利亚印度洋“水上着陆”。针对“星舰”飞船第四次试飞时再入大气层时出现的隔热瓦损坏问题,对飞船的隔热防护进行了修改,并在第五次发射时增加了隔热瓦层数,给航天器提供更好的保护。


启动屏幕
“星舰”此前已完成四次试飞。其中,在6月6日的第四次试飞中,基本实现了预设项目的全部测试:“超重型”火箭以垂直姿态在预定海面(墨西哥湾)悬停溅落, “星舰”飞船成功重新进入大气层,并以垂直姿态成功溅落在预定海面(印度洋)上。得益于遍布地球轨道的卫星互联网广播,人类第一次目睹了航天器返回地球时被等离子体包围的景象。
美国有线电视新闻网(CNN)12日报道称,美国联邦航空局(FAA)此前曾表示,预计要到11月底才会决定“星舰”的发射许可,但10月12日却突然宣布,已批准12月发射火箭。 13号。美国联邦航空局在一份声明中表示,它满足了第五次星舰测试的“亚轨道试飞的所有安全、环境和其他许可要求”,并批准了第六次星舰发射的任务计划。

“星舰”火箭全长约120米,直径约9米。它由两部分组成。第一级是长约70米的“超重型”助推器,第二级是“星舰”飞船。两个阶段都是可重复使用的。该火箭旨在将人员和货物运送到地球轨道、月球甚至火星。能够完全、快速地重复使用火箭将大大减少将货物或人员运送到地球轨道和深空的时间和成本。人们认为太空野心至关重要。
“筷子夹火箭”有什么难的?
第五次试飞,最大的挑战来自“超重型”火箭的新回收方法。在前两次试飞中,“星舰”失去控制并启动了自毁装置;第三次试飞,“超重型”火箭完成返航点火,但着陆点火时姿态失控,未能完全落入海中;直到第四次试飞,才首次在预定地点实现成功减速、垂直下降、“海上软着陆”的全过程。副总统比尔·格斯滕迈尔透露,“超重型”火箭第四次海面软着陆精度为0.5厘米,为下一步原位捕获发射塔火箭技术奠定了基础。
按照计划,第五次试飞将采用原位发射回收技术,测试发射塔机械臂捕获火箭的新回收模式。据美国《太空》网站报道,发布的演示视频显示,完成发射任务后,火箭将非常准确地返回发射场,并逐渐减速降低高度。最后,发射塔的机械臂将火箭悬停在半空中。

回收屏幕

具体来说,过程相当复杂。在着陆过程中,“超重型”火箭首先点燃了九台“猛禽”发动机,其中六台在离地约800米时关闭,其余三台使火箭保持垂直缓慢下降状态。当火箭下降到约65米的高度时,它关闭两个发动机并保持缓慢下降。最后,当机械臂水平定位在“超重型”火箭本体约2/3处时,火箭进入悬停状态,机械臂立即接近并捕获。随后机械臂将“超重型”火箭放置在发射台上,确保安全稳定。整套动作也被形象地称为“筷子夹火箭”。
虽然说起来容易,但要做到“筷子夹着火箭”却并不容易。两条捕捉机械臂长36米,高18米。它们可以在发射塔轨道上上下移动,灵活接近并抓取着陆火箭,并需要根据火箭着陆时的位置变化随时进行调整。同时,对超重型火箭的飞行控制精度和悬停能力要求非常高。真可谓“稍有偏差,便相差千里”。稍有偏差就可能导致火箭在发射塔上倾倒甚至爆炸。因此,马斯克曾预测“筷子火箭”的首次成功率只有50%。 《太空》网站还提到,鉴于此次任务风险较高,明确提到,如果这艘“星舰”发射过程中发现任何异常情况,影响发射塔的正常回收和捕获,将进行更改。被制作。恢复原来的海上软着陆方式。
至于为何要改用“筷子夹火箭”这种复杂、高风险的回收模式,解释是这样可以有效解决火箭重复利用问题。目前“猎鹰9号”火箭助推器的着陆腿回收技术已经非常成熟,成功率非常高。这种回收过程相对简单,不需要复杂的机械操作。但缺点是后续重复使用比较麻烦,需要从着陆场进行长途运输,无法满足高频次发射的需要。虽然“筷子火箭”技术实施难度较大,但火箭回收后可直接连接至发射塔,直接进行后续检查、加油等步骤,大大缩短了发射准备时间。此外,“超重型”火箭比“猎鹰9号”火箭助推器重很多,着陆腿可能无法承受火箭着陆时的巨大冲击力。
未来仍面临诸多挑战
根据美国国家航空航天局(NASA)和美国国家航空航天局(NASA)的规划,“星舰”将在未来美国一系列太空活动中发挥重要作用。 CNN称,美国载人登月的“阿耳忒弥斯”计划将使用改进版的“星舰”飞船作为着陆器,将NASA宇航员送上月球表面。同时,“星舰”还需要承担本次计划中充当地球轨道“太空加油站”的重要使命。此次任务涉及大规模低温推进剂在轨加注,技术难度大、时间跨度长。是“星舰”执行深空探测任务的“必修课”。 NASA计划在2026年实现载人登月。不过,在这两个重要领域,“星舰”尚未进行实际的大规模技术验证,后续的技术验证活动将非常密集。
此外,马斯克还在9月份宣布,第一艘前往火星的“星舰”计划在两年内发射,以测试完全登陆火星的可靠性。如果着陆顺利,那么第一批前往火星的载人“星舰”将发射升空。行动将在 4 年内采取。根据他公布的时间表,首次载人登陆火星后,“星舰”发射频率将呈指数级增长,目标是20年内在火星上建立一座自给自足的城市。为此,向火星进行太空发射的成本需要从目前的每吨10亿美元降低到每吨10万美元。为此,“星舰”的设计上竭尽全力降低发射成本,提高效率。不过,这一计划最终能否实现,似乎仍面临诸多挑战。


