機器之心報道
編輯:李澤南
2024 年上月球?SpaceX 星艦能夠趕上計劃的幾率又增加了。
幾個小時前,美國商業航天製造企業 SpaceX 的載人飛船「星艦」Starship 進行了一次「成功的發射」。在經歷了點火發射,升上 10 公里高度並完成一系列複雜動作之後,火星飛船的原型機 SN15 重新啓動了兩臺發動機,垂直降落在南得克薩斯州 Boca Chica 發射場中。
SN15 成爲了第一個在高空飛行實驗中倖存的星艦原型機。


雖然在降落之後,飛船尾端燃起了火焰,但在科學家們看來「並非不尋常」,着陸場的滅火器也開始了工作。


SpaceX 首席執行官、首席設計師伊隆 · 馬斯克也立即發推慶祝。


馬斯克:「星艦正常着陸!」
與前幾次看來些許莽撞的實驗不同,今天試飛的飛船並沒有像 3 月 4 日發射的 SN10 一樣在「成功」落地之後幾分鐘就炸成碎片,讓人在慶祝之後失望。這一次,火焰撲滅,燃料放空之後,飛船靜靜地留在了原地。

成功落地回收的 SN15。
從 SpaceX 的直播視頻中我們可以看到,飛船垂直飛到大約 10 公里(6.2 英里)的高度後關閉了全部三臺猛禽(Raptor)發動機,開始了水平的下降,四個襟翼在計算機的控制下保持着飛船的姿態。在接近落地時,SN15 的兩臺發動機重新點火併執行復雜的「着陸翻轉機動」。最後,星艦原形展開了「起落架」,降落在離發射臺不遠的混凝土地面上。
與以往各國航天機構追求萬無一失,設計多重冗餘的航天器設計思路不同,SpaceX 採用不鏽鋼建造星艦原型的方式頗有科技公司迭代測試的風格。因爲不鏽鋼的廉價與加工的便捷性,星艦原型的建造十分迅速,測試不斷展開。
SpaceX 爲星艦原型搭建了專門的生產流水線,這使得 SpaceX 可以在更高的頻率下進行火箭測試並快速從中發現問題,在前一次測試之後,後續飛船會針對出現的問題迅速做出改進。當然,這也爲我們留下了不少「星艦爆炸」的視頻記錄。
自 2019 年 SpaceX 對星艦原型「Starhopper」進行 20 米空中懸停測試至今,星艦已經經歷了近十次飛行,全尺寸的飛行測試則進行到了第五次。此前星艦原型機進行過的 4 次類似測試(SN8-11),均以失敗告終。
在今天成功的 SN15 上,一些從 SN8-11 中獲得的經驗已經轉化成爲了結構、航空電子 / 軟件和引擎方面的數百項改進。但在下一個大版本 SN20 之前,我們還不會看到星艦飛上環繞地球的軌道——現在還有熱保護、導航等方面的技術需要進一步的研究與測試。


在 SpaceX 的設想中,星艦是一種可完全重複使用的多功能飛船,可以將 100 噸重的負載送上環繞地球的軌道。飛船本身高約 49 米,直徑 9 米,最多設計能夠搭載 100 名乘客。目前正在實驗的飛船部分還不包括第一級助推火箭「Super Heavey」,最終成型的星艦將包括 28 臺猛禽發動機,產生 70 兆牛頓的推力,大約是阿波羅登月計劃中土星五號火箭的兩倍。
在 SpaceX 的計劃中,公司最早可以在 2022 年使用星艦運貨去火星,然後在 2024 年執行載人計劃。SpaceX 還希望研發可以在近地軌道進行在軌加註燃料的技術。
正如 SpaceX 首席集成工程師 John Insprucker 所說,過去兩週,SpaceX 已經取得了很多成就。除了 SN15 的發射,NASA 登月的合同之外,這家公司的載人龍飛船也以回收再用的方式將宇航員送上太空,並實現了美國宇航員 52 年來的首次夜間降落。
不過 SpaceX 的征途仍然面臨着很多挑戰,上週因爲競爭對手藍色起源和 Dynetics 的抗議,NASA 宣佈暫停了剛剛與 SpaceX 簽訂的獨家登月合同。
SpaceX 的目標不僅是製造出一臺可複用的宇宙飛船併到達火星,更在於重新激發公衆對於太空探索,以及未來科技的熱情。隨着星艦的一次次發射,SpaceX 的願景正在逐步實現。
上週,美國聯邦航空管理局(Federal Aviation Administration)批准了 SpaceX 進行其星艦測試的未來三次試飛,包括今天的 SN15。接下來的兩次將是 SN16 和 SN17。
星艦 SN15 試飛全過程
參考內容:
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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