万维读者网 > 信息时代 > 正文  

人类最强火箭完成三大新突破!更多星舰做好准备

www.creaders.net | 2024-03-17 14:30:20  返朴 | 0条评论 | 查看/发表评论

22年来,在马斯克和SpaceX的征途中,从来不缺大胆的尝试和不断的挫折,以及随之而来的失败和爆炸,这些经历为他们积累经验,从而铸就了一连串的成功成就。

3月14日,SpaceX拿到了自己最好的生日礼物——星舰的第三次轨道测试发射成功。

22年前的这一天,马斯克在美国加州的仓库里开始了他的航天创业之路;22年间,历经无数挫折,如今成功把世界上最大的一支火箭送入轨道。

在这次历史性的试飞中,星舰一举完成了三大突破:飞船进入既定近地轨道、荷载舱门开关测试(未来部署星链卫星)、内部燃料转移测试(未来太空加油)。

这些新增的考试科目,都是星舰飞船未来能成为星际旅行工具的关键步骤。

SpaceX一直秉承“以飞代试”理念,每一次试射都要融入更多的测试项目,以迅速完善星舰的设计和试验数据。

唯一遗憾的就是,无论是星舰飞船,还是超重型助推器,都没能按原计划降落。

人类最强火箭完成三大新突破!更多星舰做好准备

图:星舰发射升空丨来源:space.com

在此次任务结束时,马斯克在社交平台X上发文说:星舰将会让人类成为多行星物种。

人类最强火箭完成三大新突破!更多星舰做好准备

进展夹杂挫折,22岁的SpaceX还在试错和迭代中前行。就像他们在官网写的:更多星舰已经为飞行做好了准备。

一次充满信心的发射

经过数十次的爆炸和无数的改进,此次星舰发射已经被寄予厚望。马斯克自己也在发射前表示,火箭要比第一、第二次试飞时更好,此次试飞能够达到地球轨道的概率有70%~80%。

根据SpaceX的说法,每次发射都被视为一项实地测试,每一趟飞行任务都伴随着详尽的数据收集和后续分析,那些曾经看似不可能完成的任务,通过不断的试错和优化过程,正逐步变为现实。

第一次星舰发射,现在看来是一次视死如归的实验。

2023年4月20日,完全体的星舰执行首次轨道级测试飞行任务,但升空后不久就遇到了问题,几台发动机在发射后几分钟失控,SpaceX下达了自毁指令,随后星舰在墨西哥湾上空解体爆炸。

这次发射甚至还造成了地面设施的严重损毁,发射台被炸出了一个巨大的坑洞,碎片散落到了距离发射场约5英里的小镇上,这一事件随即引起了监管部门的审查。后来调查结果显示,星舰搭载的猛禽发动机集群对发射台施加了巨大的热量和压力,最终导致了混凝土结构的破裂。

为此,SpaceX对发射台进行了升级,增加了一个水浸系统,最终才能扛住33台猛禽发动机同时启动时的超高温。此外,星舰的一二级分离方式也在第一次发射后得到升级,SpaceX引入了一种新的“热分级”技术,在分级之前点燃上面级的6台猛禽发动机。到了去年11月的第二次发射前,马斯克表示,SpaceX星舰实施了超过1000项升级和改进,并进行了63次美国联邦航空管理局(FAA)规定的修正,以提高飞行安全和性能。

尽管如此,这仍没带来发射成功的结果。火箭虽然成功点火升空,33台发动机均按照预定程序成功启动,但是一级火箭完成了其预定的工作阶段后,二级火箭出现了技术故障,导致与地面控制中心的通信中断,以空中爆炸告终。不过,星舰的第二次发射,依然实现了关键的技术里程碑:经过一系列技术优化,这次发射并未对发射台造成损害;此外,星舰与助推火箭成功执行了“热分离”操作。

人类最强火箭完成三大新突破!更多星舰做好准备

图:热分离效果图丨来源:SpaceX

在第二次整舰发射结束后,FAA介入,联合SpaceX对飞行全过程进行了调查。“星舰2号的飞行几乎达到了预定轨道,”马斯克在年初的一次内部讨论中提到。情况十分有趣,他认为如果那次任务搭载了有效载荷,星舰很可能已经成功入轨,最终失败的原因在于星舰进行了液氧排放操作,这一操作最终引发了火灾和随后的爆炸。而如果飞船搭载了有效载荷,通常不会有这个步骤。

人类最强火箭完成三大新突破!更多星舰做好准备

图:第二次发射前星舰在发射场待命丨来源:SpaceX

虽然第三次试射也没有有效载荷,但星舰需要精准地进入预定轨道。而外界对这一临门一脚的目标,显得信心十足。事实也正是如此,第三次飞行的星舰顺利完成了上述任务,只是在最后再入地球大气层过程中失去信号,未能进行最后的受控落海环节。

人类最强火箭完成三大新突破!更多星舰做好准备

另外,SpaceX在星舰3号上面级叠加了多重使命,包括进行内部燃料转移、载荷舱门开关、发动机真空点火以及再入大气层测试。其中,燃料转移测试中,有约10吨的液氧从一个储罐转移到另一个,这在历史上尚属首次,规模之大前所未有。最终目的是实现星舰的“加油机”在轨道上进行补给,采用类似于飞机空中加油的方式,最终能够飞往更远的深空。虽然这次测试不会涉及两艘星舰在太空中的直接会合,但此次任务涉及到的阶段性测试仍是这一关键技术的重要一环。

SpaceX还有4艘星舰已经完成或接近完成建造阶段。此次飞行测试结束后,后续的星舰有望进行更加密集的发射任务。

人类最强火箭完成三大新突破!更多星舰做好准备

图:多艘星舰已经准备就绪丨来源:SpaceX

最大、最便宜的火箭

在一次次改进当中,星舰“成长”为史上最大的火箭。

星舰由底部的超重型助推器(Super Heavy)和上部的飞船组成,整体高达121米,直径约9米,重量达到500万公斤,是目前全球最大的火箭。

从BBC给出的对比图里可以看到,几枚火箭都是在航天史上排得上名号的大家伙。从左到右包括了能够载着一船人往返太空的航天飞机;SpaceX自家的重型猎鹰火箭;如今参与到了美国新一轮登月计划中的SLS超重型火箭;以及目前为止唯一执行过载人登月任务的土星五号火箭。

星舰不只是个头稳压它们一头,在各项性能、成本方面都有跨世代的追求,一副要书写新的航天历史的姿态。

回想起去年NASA备受瞩目的重返月球计划,尽管NASA的空间发射系统(SLS)被誉为“地表最强火箭”,但与星舰相比,SLS在尺寸和性能上都显得稍逊一筹。

为了把长期使用的成本压到最低,星舰的设计采用了不锈钢材料,成本低廉、易于加工和修复。可调节的向量发动机,使得引擎可以多次点火和重复使用,从而减少了发射过程中的损耗。马斯克曾宣称,星舰的飞行成本远低于大多数火箭,单次发射成本未来将降低到200万美元,每公斤有效载荷的发射成本可能降至10美元。

在诸多降本增效的措施中,最重要的就是火箭的可重复使用,火箭完成发射任务后,可返回地球并实现垂直降落,准备下一次发射任务。如今这一技术路线已经成为全球航天企业的努力方向。面向未来,星舰还能执行多种任务,包括将航天员和货物运送到地球轨道、月球、火星等目的地,使其成为未来太空探索的多功能火箭。

一路走来,星舰所面临的挑战正是其价值所在。一旦SpaceX实现了快速且完全可重复使用的太空飞行,将极大地降低太空探索的成本,完成有深远影响的变革。

先上月球,再去火星

对于星舰的成功发射、后续投入实际使用,另一层期待是,星舰有望在新一轮的登月计划中执行载人登月任务。NASA已经向SpaceX提供了数十亿美元的合同,用于开发载人登月系统的星舰版本。作为合同的一部分,SpaceX需要先进行一次无人驾驶的月球试飞。

对NASA而言,星舰作为着陆器的成功至关重要,若不能及时投入使用,整个登月计划都将受到影响。在此之前,马斯克必须向NASA证明星舰的性能和可靠性。有分析认为,在执行登月任务前,星舰至少还需成功飞行30至40次。

人类最强火箭完成三大新突破!更多星舰做好准备

图:NASA授予SpaceX合同,开发载人登月飞船,此为效果图丨来源:SpaceX

星舰成功实现登月后,马斯克将把目光投向其终极目标——火星。

几乎从SpaceX成立以来,马斯克一直强调让人类成为多行星物种的重要性。而星舰任务的终极目标之一是在火星上建立人类殖民地。

根据马斯克的计划,到2050年将有100万人登上火星,这意味着星舰需要每天进行大约3次飞行,每年总共需要执行1000次飞行任务,这就要求SpaceX以前所未有的规模生产火箭,因此生产过程中的简便性变得至关重要,把随处可见的不锈钢拿来作为制作材料便是其中的体现。

为了实现规模化的火星往返目标,马斯克计划在太空舱前部的有效载荷区域安装大约40个客舱,每个舱内可容纳2-3人,以实现他之前承诺的每次将100人送上太空的愿景。载荷舱还将设有公共区域、存储空间、厨房和避难所,躲避太阳风暴释放的有害带电粒子。

星舰就是这样一个代表着“太空探索的巅峰”,旨在打造一个能够前往月球、火星等目的地的全功能、可重复使用的发射与着陆系统。它诞生在这个时代,看起来却超越了这个时代。

写在最后

22年来,在马斯克和SpaceX的征途中,从来不缺大胆的尝试和不断的挫折,以及随之而来的失败和爆炸,这些经历为他们积累经验,从而铸就了一连串的成功成就。

2008年,SpaceX在濒临破产之际,经历了连续的失败后,终于成功发射了猎鹰1号火箭,并获得了NASA的商业补给服务合同,这笔资金无异于雪中送炭。尽管SpaceX在探索过程中屡遭挫折,但他们的目标始终坚定——降低太空探索的成本。

马斯克提出的火星殖民计划,被许多人视为不切实际的幻想——计划从2029年起通过星际飞船将人类送往火星,并在2050年之前将100万人迁移至火星,在那里建立城市,实现真正的定居和成为“火星人”。然而,SpaceX的实际进展正逐步让这一幻想变得不那么飘渺。

目前,SpaceX正在加快星舰的试射速度。第一、二次发射间隔为7个多月,如今仅过去4个月,就第三次发射。第四次试射的时间和成就都值得期待。要知道,SpaceX的“猎鹰1号”可是在经历三连败、公司几近破产后,到第4次发射才回收成功,也从此掀开了人类航天史的新篇章。

或许在不远的将来,普通人真的能够像马斯克所说的那样,拥有前往火星的“船票”。

   0


24小时新闻排行榜 更多>>
1 中南海 出大事了!
2 惊爆:三中全会推迟开 因习欲追责江泽民
3 他竟是外国人!北京这回糗大了
4 全球联合放映这部大片 习近平脸往哪儿搁
5 安徽22岁姑娘因画“猪头人身”漫画被逮捕

48小时新闻排行榜 更多>>
1 中南海 出大事了!
2 中国出动上百警察镇压学生 传20多人死亡
3 惊爆:三中全会推迟开 因习欲追责江泽民
4 他竟是外国人!北京这回糗大了
5 飞船到达240亿公里外的深空 带来残酷现实
6 86岁中国书画巨匠宣布再婚 女方为小50岁美
7 全球联合放映这部大片 习近平脸往哪儿搁
8 安徽22岁姑娘因画“猪头人身”漫画被逮捕
9 中国女子车内自慰视频疯传 车商和网友吵翻
10 雄安新区的最新照片曝光 “犹如世界末日景
热门专题
1
美国大选
6
中共两会
11
秦刚失踪
2
中美冷战
7
台湾大选
12
火箭军悬案
3
以哈战争
8
李克强猝逝
13
台海风云
4
乌克兰战争
9
中国爆雷
14
战狼外交
5
万维专栏
10
李尚福出事
15
普里戈津
一周博客排行 更多>>
1 中共敲诈勒索海外华人又升级了 右撇子
2 省委官员要求马宅移走温家宝花 马黑
3 包子为何抓姚明? 山蛟龙
4 证明姐是你姐 Shanechen
5 替习皇上辩护几句话 右撇子
6 突然发现身边华人混血的人数暴 大宗师
7 莫非習近平是上帝派來救中國的 日月光华
8 2024 成都生活记(2):病房里 老冬儿
9 你可能想象不到,中美手术差距 体育老师
10 兄弟我生活在恐惧中 老農民
一周博文回复排行榜 更多>>
1 前瞻:习马再相会 花蜜蜂
2 耶伦访华三任务 随意生活
3 中共敲诈勒索海外华人又升级了 右撇子
4 2024 成都生活记(2):病房里 老冬儿
5 中国人奴性的根源------《商君 山蛟龙
6 苏联卫国战争与中国抗日战争的 三都瓠瓜
7 乌克兰的败象使习帝武统有了信 大宗师
8 体老又信谣传谣了,对不起网友 体育老师
9 耶伦为何又访问中共国? 山蛟龙
10 包子为何抓姚明? 山蛟龙
关于本站 | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站导航 | 隐私保护
Copyright (C) 1998-2024. CyberMedia Network/Creaders.NET. All Rights Reserved.