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本文来自:腾讯科技,作者:乔辉,题图来自:SpaceX
北京时间4月20日21时30分左右,SpaceX公司的星舰(Starship)进行了首次入轨飞行试验,发射地点位于美国德克萨斯州墨西哥湾畔的博卡奇卡(Boca Chica)星舰基地。但遗憾的是,飞行过程中发生爆炸。
图注:升空画面
4月17日,星舰曾尝试发射,不过由于管道压力阀门发生意外冻结,在最后时刻不得不中止发射。
此前,马斯克曾表示,首次入轨发射成功的概率50%,年内发射成功的概率约80%。
星舰是SpaceX研发的新一代飞船,直径9米,净高50米,加上高70米的助推火箭,总体高度120米,超越阿波罗计划中使用的登月火箭土星五号和执行阿尔忒弥斯一号任务的Block1火箭,成为人类研发过的最强火箭发射系统。
设计上,星舰能够把150吨的有效载荷送入地球近地轨道,未来其他版本的星舰能够载人登月甚至登陆更加遥远的火星。
世界最强大火箭尚未成熟
星舰和超重(Super Heavy)助推火箭组合体起飞推力相当于两枚用于阿波罗登月的土星五号火箭。有趣的是,助推火箭推进剂的重量就达到了3400吨,这已经超过土星五号3000吨的全箭重量了。
图注:SN24星舰与BN7超重火箭组合体矗立在发射塔架旁
成熟之后,星舰本身和助推火箭都可以回收重复使用,成为第一款全复用的火箭。在未来,星舰不但可以在近地轨道部署卫星、运送载荷到空间站,而且还可以通过在太空中补加燃料的方式,飞往更加遥远的月球乃至火星。
资料显示,载人版的星舰飞船,一次可搭载100名乘客,相比之下,历史上的航天飞机和当今SpaceX的龙飞船,最多只能搭载7名宇航员,俄罗斯的联盟飞船只能搭载3名宇航员。可见,星舰是一款大载荷、多用途、可重复使用的超级飞船。
图注:未来星舰运送货物到太空示意图
巨箭比拼:土星五号、Block1与星舰
图注:土星五号、Blcok1与星舰
执行阿波罗计划的土星五号火箭高110米,重2800吨,起飞推力34500千牛,相当于3520吨的推力,早期版本的近地轨道运载能力为118吨,地月转移轨道的运载能力为41吨。后来,执行阿波罗15、阿波罗16个阿波罗17号任务的土星五号近地轨道的运载能力提升到了惊人的140吨,地月转移轨道的运载能力也提升至43.5吨。
执行阿尔忒弥斯重返月球计划的Block1登月火箭高98米,重2500吨,起飞推力39100千牛,相当于接近4000吨的推力,近地轨道的运载能力为95吨,地月转移轨道的运载能力为27吨。
星舰和超重组合体高120米,重5000吨,起飞推力76000千牛,相当于7755吨的推力,近地轨道运载能力为150吨。如果采用在太空补给燃料的方式,登月版本的星舰,地月转移轨道的运载能力可达到100吨。
星舰测试的重要节点事件
星舰遵循小步快跑、迅速迭代的研发理念,不怕暴露问题,从一次次失败中快速找到技术漏洞,优化到下一代的版本中。此前,星舰的每次测试发射,腾讯科技都进行过完整的跟踪报道,下面是我们整理的从2019年以来到现在的重要节点。
2019 年 7 月 26 日,SpaceX对最早的星舰原型机 “星虫”(starhopper)进行了高度20米的自由悬浮测试。
2019年8月27日,SpaceX再次对“星虫”进行测试,成功飞行到150米的高度并安全着陆。
图注:SpaceX星舰原型“星虫”完成150米高度飞行
2020年8月5日,星舰原型SN5完成了高度150米的自由悬浮测试。由于没安装头椎,SN5外观看起来就像是一个30多米高的圆柱形不锈钢大水塔。
图注:SN5测试画面
2020年8月25日,星舰原型SN6同样完成了高度150米的自由悬浮测试。
图注:SN6测试画面
2020年12月10日,星舰原型SN8进行了12.5公里高度的测试飞行,在最后落地的时候发生坠毁爆炸。
2021年2月3日,星舰原型SN9再次进行了10公里高度的测试飞行,仍然是在最后落地的时候发生坠毁爆炸。
2021年3月4日,星舰原型SN10第三次进行了10公里高度的测试飞行,稳稳落地,但在落地数分钟后,还是发生了爆炸。
2021年3月27日,星舰原型SN11第四次进行了10公里高度的测试飞行,失败得更惨,箭体炸成碎片。
图注:SN15成功从10公里高度落下站住且没爆炸
2021年5月6日,星舰原型SN15在得克萨斯州博卡奇卡(Boca Chica)成功进行了高空飞行测试,这是SpaceX星舰原型第五次挑战10公里级高度,也是首次没有发生爆炸事故的完美着陆。
图注:超重火箭静态点火测试
从2021年SN15测试后,星舰进行的主要是地面测试,包括各种压力测试,湿彩排等。本次是星舰原型SN24与超重火箭BN7组合体的首次入轨测试,也是近几年最重要的节点事件。
星舰作为一款全新理念的巨型飞船,未来可分为载人和载货两种版本。其中,载人版本的又可细分为近地轨道载人星舰、月球载人星舰和火星载人星舰等。货运版本的也可根据不同用途继续细分。人类的征途是星辰大海,星舰让我们提前看到了未来飞船的雏形。
本文来自:腾讯科技,作者:乔辉