馬斯克的“星艦”又炸了！

來源：數(shù)據(jù)觀綜合 時(shí)間：2023-11-20 14:24:44 作者：

　　北京時(shí)間11月18日晚9時(shí)3分，當(dāng)?shù)貢r(shí)間早8時(shí)3分，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX公司）進(jìn)行第二次“星艦”（Starship）重型運(yùn)載火箭的無人飛行測試。

　　“星艦”在到達(dá)地球上空約90英里（約145公里）的高度后失去了聯(lián)系，并啟動了“自動飛行終止系統(tǒng)”爆炸自毀。雖然SpaceX官方表示，與首飛相比，此次試飛是“成功的”，但這次試飛卻讓美載人登月計(jì)劃大概率“流產(chǎn)”。

　　馬斯克發(fā)文祝賀團(tuán)隊(duì)

　　“星艦”發(fā)射升空約2分45秒，第二級飛船啟動6臺猛禽發(fā)動機(jī)，并與第一級重型助推器分離。級間熱分離是“星艦”此次首度推出的分離方案，這次測試中進(jìn)行了成功驗(yàn)證?！靶桥灐卑l(fā)射升空約3分20秒，重型助推器在墨西哥灣上空爆炸。

　　“星艦”則繼續(xù)飛行，在高度達(dá)到148公里，速度達(dá)到24124公里/小時(shí)后，直播畫面的數(shù)據(jù)就停止了更新?！靶桥灐卑l(fā)射升空約11分30秒，SpaceX宣布確認(rèn)“星艦”未能按計(jì)劃飛行。隨后SpaceX直播間主持人兼工程師約翰·因斯普魯克在直播間證實(shí)， “星艦”已被迫觸發(fā)其自毀系統(tǒng)。

　　美國聯(lián)邦航空局（FAA）隨后也證實(shí)，美國太空探索技術(shù)公司“星艦”火箭系統(tǒng)發(fā)射時(shí)發(fā)生事故，異常情況導(dǎo)致飛行器失聯(lián)。目前，暫無人員傷亡或公共財(cái)產(chǎn)損失報(bào)告。

　　按照SpaceX的計(jì)劃，本次試飛飛船未計(jì)劃進(jìn)入近地軌道，只是繞地球飛行約3/4圈，并計(jì)劃演示一二級火箭的分別回收。第一級助推器將在分離后墜落墨西哥灣，第二級飛船再入大氣層后將以類似航天飛機(jī)的姿態(tài)返回，降落夏威夷附近的太平洋海域。

　　美國宇航局局長比爾·尼爾森在X（原推特）上祝賀SpaceX團(tuán)隊(duì)“在今天的飛行測試中取得了進(jìn)展”。他說：“太空飛行是一次大膽的冒險(xiǎn)，需要敢于嘗試的精神和大膽的創(chuàng)新。今天的測試是一個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會，然后再次飛行?！?/p>

　　當(dāng)天，美國太空探索技術(shù)公司總裁馬斯克也在社交媒體上轉(zhuǎn)引SpaceX公司賬號發(fā)布的“星艦”發(fā)射時(shí)的畫面，并寫道：“祝賀Spacex公司的團(tuán)隊(duì)！”在本次試飛前，馬斯克就曾表示，希望不要把期望定得太高，此次計(jì)劃與4月“首飛”計(jì)劃相似。

　　試飛結(jié)束后，SpaceX通過X平臺的官方賬號發(fā)文稱，“祝賀整個(gè)SpaceX團(tuán)隊(duì)完成了令人激動的‘星艦’第二次綜合飛行測試！‘星艦’在超重型助推器上全部33個(gè)猛禽引擎的推動下成功升空，并順利分離?！?/p>

　　“有了這樣的測試，成功便來自于我們所學(xué)到的東西，今天的測試將幫助我們提高‘星艦’的可靠性，因?yàn)镾paceX尋求使生命‘多行星化’?！盨paceX在推文中寫道。

　　失敗了，但更有進(jìn)步

　　今年4月，“星艦”迎來首次飛行試驗(yàn)，但升空后即發(fā)現(xiàn)一級有多臺發(fā)動機(jī)工作不正常，升空2分30秒后火箭姿態(tài)失穩(wěn)并開始旋轉(zhuǎn)，最終解體爆炸，發(fā)射宣告失敗。

　　之后，SpaceX公司公布了失敗的原因，稱“星艦”發(fā)射后幾臺發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障，損失高度并開始旋轉(zhuǎn)，向飛船下達(dá)了終止飛行的指令。SpaceX稱，“星艦”設(shè)置了出現(xiàn)意外情況時(shí)自毀的機(jī)制，以防止火箭自由墜落并威脅地面人類的安全。

　　據(jù)稱，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障的原因是超重助推器后端泄漏的推進(jìn)劑起火，最終切斷了與主飛行計(jì)算機(jī)的連接。這導(dǎo)致大多數(shù)助推發(fā)動機(jī)失去信號，并最終導(dǎo)致“星艦”控制系統(tǒng)中斷。

　　事后，SpaceX公司實(shí)施了泄漏緩解措施，并改進(jìn)了發(fā)動機(jī)和助推器硬件的測試。此外，SpaceX公司升級了超重助推器現(xiàn)有的滅火系統(tǒng)，降低未來發(fā)動機(jī)產(chǎn)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。

　　針對首飛失敗的原因，馬斯克9月曾表示，自4月份首飛以來，SpaceX對“星艦”進(jìn)行了1000多次修改，最主要的變化是級間熱分離方式，即“星艦”的二級飛船在還未與一級超重助推器分離時(shí)點(diǎn)燃發(fā)動機(jī)。馬斯克稱，“熱分離具有載荷入軌優(yōu)勢，保守地說，運(yùn)載能力大約增加了10%?！?/p>

　　馬斯克表示，當(dāng)“星艦”第二級飛船的發(fā)動機(jī)被點(diǎn)燃時(shí)，超重助推器的少數(shù)發(fā)動機(jī)仍在工作。這樣做可以避免運(yùn)載器在一級發(fā)動機(jī)首先關(guān)閉的傳統(tǒng)級間分離過程中失去推力。

　　為了提高運(yùn)載能力，大部分火箭采用多級設(shè)計(jì)，火箭間分離是運(yùn)載火箭的關(guān)鍵技術(shù)之一，能否成功分離直接影響任務(wù)成敗。目前，級間分離有冷分離和熱分離兩種分離形式。熱分離是指靠前面一級火箭發(fā)動機(jī)噴出的高溫燃?xì)饬靼押竺嬉患壔鸺崎_，前面一級發(fā)動機(jī)在連接件解鎖時(shí)就已經(jīng)點(diǎn)火了；而冷分離則利用安裝在分離體上的分離能源提供分離能量，前面一級火箭的發(fā)動機(jī)要在前、后兩級火箭分開后才點(diǎn)火。

　　兩種分離方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，熱分離方式不需要進(jìn)行兩次發(fā)動機(jī)加速，減少死重問題，一定程度上提升運(yùn)載能力。但熱分離也存在一些問題，這些問題需要在使用這種技術(shù)時(shí)加以注意。比如，“星艦”一級在熱分離時(shí)會被火焰直接吹襲，時(shí)間必須控制好，不然有可能會影響箭體的復(fù)用。其次，熱分離運(yùn)動速度快，若出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題或者意外因素，可能導(dǎo)致火箭的意外破損。

　　從此次發(fā)射直播視頻來看，熱分離技術(shù)獲得了成功，第一級的33臺發(fā)動機(jī)也全部點(diǎn)燃，但熱分離后不久就發(fā)生爆炸，二級在推進(jìn)劑即將耗盡時(shí)光機(jī)，隨后遙測信號丟失，第二次發(fā)射雖然沒有達(dá)到預(yù)期，但相比首飛，飛行時(shí)間更長，驗(yàn)證了更多技術(shù)。

　　如果星艦發(fā)射成功，對于人類航天史具有革命性意義，因?yàn)樗悄壳叭祟悮v史上體積最大、推力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭，能夠一次性將100多噸物品送入近地軌道。它也是一枚完全可重復(fù)使用的火箭，將大大降低太空活動成本，助力馬斯克實(shí)現(xiàn)“火星夢”。馬斯克早在2007年表示，他的目標(biāo)是最終能讓人類探索并殖民火星。他曾認(rèn)為，人類到達(dá)火星的時(shí)間將早于2025年。

　　或影響登月計(jì)劃

　　SpaceX官網(wǎng)顯示，“星艦”是SpaceX研發(fā)的可重復(fù)利用重型運(yùn)載火箭，該火箭分為兩級，一級為“超重型助推器”，并聯(lián)安裝33臺“猛禽”液氧甲烷發(fā)動機(jī)；第二級為擁有6臺猛禽發(fā)動機(jī)的飛船，也即“星艦”本體?！靶桥灐苯剀壍雷畲筮\(yùn)載能力為250噸，可回收狀態(tài)下為150噸。

　　SpaceX聯(lián)合美國國家航空航天局（NASA）于2019年發(fā)布登月計(jì)劃，預(yù)計(jì)在2024實(shí)現(xiàn)環(huán)月飛行，2025年實(shí)現(xiàn)登月所需的人類著陸系統(tǒng)測試，這一計(jì)劃被稱為“阿爾忒彌斯計(jì)劃”。

　　在該計(jì)劃中，太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）火箭、“獵戶座”飛船、登月版“星艦”是不可或缺的三個(gè)部分。前二者已經(jīng)完成研發(fā)，SLS已于去年11月順利完成首次試飛，它將承擔(dān)運(yùn)送航天員前往太空的任務(wù)。登月版“星艦”的任務(wù)則是與月球“門戶”空間站對接，運(yùn)送航天員執(zhí)行登月任務(wù)。該任務(wù)成功的前提是實(shí)現(xiàn)“星艦”的廉價(jià)運(yùn)作、快速部署和高度可靠回收復(fù)用，這構(gòu)成了“星艦”項(xiàng)目的核心挑戰(zhàn)。

　　今年8月，NASA官員表示，如果關(guān)鍵系統(tǒng)研發(fā)進(jìn)度跟不上，“阿耳忒彌斯3號”載人登月計(jì)劃最終可能不包括航天員登陸月球這一環(huán)節(jié)。美國宇航局探索系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)部官員吉姆·弗里告訴媒體，如果SpaceX公司開發(fā)的載人月球著陸系統(tǒng)（即登月版“星艦”）等關(guān)鍵裝備沒有及時(shí)到位的話，“我們可能最終執(zhí)行一次（與計(jì)劃）不同的任務(wù)”。

責(zé)任編輯：張薇