首次成功着陆:SpaceX星舰试飞实现突破

空间技术1年前 (2023)发布 aixure
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导读:机器之心报道 编辑:李泽南 2024 年上月球?SpaceX 星舰能够赶上计划的几率又增加了。 几个小时前,美国商业航天制造企业 SpaceX 的载人飞船「星舰」Starship 进行了一次「成功的发射」。在经历了点火发射,升上 10 公里高度并完成一系列复杂动作之后,火星…

机器之心报道

编辑:李泽南

2024 年上月球?SpaceX 星舰能够赶上计划的几率又增加了。

几个小时前,美国商业航天制造企业 SpaceX 的载人飞船「星舰」Starship 进行了一次「成功的发射」。在经历了点火发射,升上 10 公里高度并完成一系列复杂动作之后,火星飞船的原型机 SN15 重新启动了两台发动机,垂直降落在南得克萨斯州 Boca Chica 发射场中。

SN15 成为了第一个在高空飞行实验中幸存的星舰原型机。

虽然在降落之后,飞船尾段燃起了火焰,但在科学家们看来「并非不寻常」,着陆场的灭火器也开始了工作。

SpaceX 首席执行官、首席设计师伊隆 马斯克也立即发推庆祝。

马斯克:「星舰正常着陆9

与前几次看来些许莽撞的实验不同,今天试飞的飞船并没有像 3 月 4 日发射的 SN10 一样在「成功」落地之后几分钟就炸成碎片,让人在庆祝之后失望。这一次,火焰扑灭,燃料放空之后,飞船静静地留在了原地。

成功落地回收的 SN15。

从 SpaceX 的直播视频中我们可以看到,飞船垂直飞到大约 10 公里(6.2 英里)的高度后关闭了全部三台猛禽(Raptor)发动机,开始了水平的下降,四个襟翼在计算机的控制下保持着飞船的姿态。在接近落地时,SN15 的两台发动机重新点火并执行复杂的「着陆翻转机动」。最后,星舰原形展开了「起落架」,降落在离发射台不远的混凝土地面上。

与以往各国航天机构追求万无一失,设计多重冗余的航天器设计思路不同,SpaceX 采用不锈钢建造星舰原型的方式颇有科技公司迭代测试的风格。因为不锈钢的廉价与加工的便捷性,星舰原型的建造十分迅速,测试不断展开。

SpaceX 为星舰原型搭建了专门的生产流水线,这使得 SpaceX 可以在更高的频率下进行火箭测试并快速从中发现问题,在前一次测试之后,后续飞船会针对出现的问题迅速做出改进。当然,这也为我们留下了不少「星舰爆炸」的视频记录。

自 2019 年 SpaceX 对星舰原型「Starhopper」进行 20 米空中悬停测试至今,星舰已经经历了近十次飞行,全尺寸的飞行测试则进行到了第五次。此前星舰原型机进行过的 4 次类似测试(SN8-11),均以失败告终。

在今天成功的 SN15 上,一些从 SN8-11 中获得的经验已经转化成为了结构、航空电子 / 软件和引擎方面的数百项改进。但在下一个大版本 SN20 之前,我们还不会看到星舰飞上环绕地球的轨道现在还有热保护、导航等方面的技术需要进一步的研究与测试。

在 SpaceX 的设想中,星舰是一种可完全重复使用的多功能飞船,可以将 100 吨重的负载送上环绕地球的轨道。飞船本身高约 49 米,直径 9 米,最多设计能够搭载 100 名乘客。目前正在实验的飞船部分还不包括第一级助推火箭「Super Heavey」,最终成型的星舰将包括 28 台猛禽发动机,产生 70 兆牛顿的推力,大约是阿波罗登月计划中土星五号火箭的两倍。

在 SpaceX 的计划中,公司最早可以在 2022 年使用星舰运货去火星,然后在 2024 年执行载人计划。SpaceX 还希望研发可以在近地轨道进行在轨加注燃料的技术。

正如 SpaceX 首席集成工程师 John Insprucker 所说,过去两周,SpaceX 已经取得了很多成就。除了 SN15 的发射,NASA 登月的合同之外,这家公司的载人龙飞船也以回收再用的方式将宇航员送上太空,并实现了美国宇航员 52 年来的首次夜间降落。

不过 SpaceX 的征途仍然面临着很多挑战,上周因为竞争对手蓝色起源和 Dynetics 的抗议,NASA 宣布暂停了刚刚与 SpaceX 签订的独家登月合同。

SpaceX 的目标不仅是制造出一台可复用的宇宙飞船并到达火星,更在于重新激发公众对于太空探索,以及未来科技的热情。随着星舰的一次次发射,SpaceX 的愿景正在逐步实现。

上周,美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)批准了 SpaceX 进行其星舰测试的未来三次试飞,包括今天的 SN15。接下来的两次将是 SN16 和 SN17。

星舰 SN15 试飞全过程:

参考内容:

https://www.spacex.com/vehicles/starship/index.html

https://www.cnn.com/2021/05/05/tech/spacex-starship-sn15-test-flight-scn/index.html

https://www.theverge.com/2021/5/5/22421845/spacex-starship-sn15-successful-landing

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