“筷子夹火箭”奇迹重现,但马斯克这次可能真的要哭了。

01-18 10:50

SpaceX的星舰又试飞了!这次又爆炸了,而且是真的爆炸了,发射失败的那种“爆炸”。


今天早上6点37分,美国得克萨斯州“星际基地”,一座高达123米的不锈钢巨塔,在北京时间腾空而起。那是SpaceX公司的星舰重载火箭,正在进行中第七次试飞


SpaceX正在开发星舰。可以完全重复使用重型火箭,起飞重量超过了阿波罗登月火箭-土星五号。


今日试飞是全新的处女秀V2版星舰飞船。新版星舰作为第一个产品化版本,进行了多次升级和优化。


今日发射中,一级火箭成功点火,33台猛禽发动机全部点燃,正常运转,并完成了所有起飞和燃烧过程。


但起飞后不久,就有细心的围观者发现,星舰二级的人。船体表面似乎有损坏。。这样就埋下了这次试飞的隐患,但是并没有影响到一级火箭的飞行。



星舰飞船表面似乎有损坏 | 直播截图SpaceX截图


随后,星舰二级成功点燃了6台猛禽发动机,在一级火箭关闭大部分发动机(留下3台)后,完成了一级和二级分离。


分离后,一级火箭通过一系列操作,包括旋转机动和返场打火,飞回发射塔方向,并顺利抛出热分离环。


回到现场打火时,星舰一级有一个“猛禽”发动机没有点燃。然而,由于推力充足,后续一级的回收并没有受到影响。


发射后6分55秒,一级火箭飞回发射塔,被昵称为“大筷子”的大型机械臂牢牢架住,再一次成功实现了一级回收


但是,就在观众还在为一级回收欢呼的时候,之前所有6台“猛禽”发动机都顺利点燃了。但是星舰二级突然与地面失联。


在加勒比海上,有人拍到了星舰二级飞行突然解体的照片。


中美洲特克斯和凯科斯群岛沿着星舰发射轨迹,许多人目睹了大量的“火流星”穿越天空。这是解体后的。地球大气层正在重新进入星舰二级残片


SpaceX在官X上确定,星舰二级在上升阶段迅速意外解体。(RUD,这就是所谓的爆炸)。为了更好地理解根本原因,团队将继续对今天的飞行测试数据进行审查。


至此,第七次星舰试飞以失败告终。


计划正常发射全流程


作为一级火箭,第七次发射的星舰组合体重型推进器生产编号为B14,与此前第5、六次发射的一级技术状态基本相同。而且作为二级火箭,编号S33星舰飞船那就大不相同了,是期待已久的第一艘V2版星舰二级。


虽然二次升级换代,但是第七次发射步骤与前一次基本一致,仍然是一次亚轨道跨大气层发射,火箭队一级由发射台“大筷子”夹紧回收,二级再入大气层后,在印度洋无人水域反推软着陆海面。



星舰七飞全过程信息图 |Tony Bela


因为承载多种改善,尤其是二级推进剂的加注量增加了25%,每个环节的时序变化很大。



第七次和第六次星舰发射时间对比 | 信息来源:SpaceX


与最近两次发射相比,火箭一级在上升阶段的时序几乎完全一致。


差异主要表现为:


火箭二次关机时间延迟高达26秒,这主要是因为火箭二级推进剂增加了300吨,燃烧时间更长。


一级返回发射塔的打火关机提前关机将近10秒。这是因为二级推进剂的加注量增加了,火箭的加速度降低了。一级和二级分离后,一级离发射台的距离缩短了,掉头点火时间自然也相应减少。


再一次见证奇迹——“筷子夹火箭”


尽管试飞失败了,但是SpaceX“筷子夹火箭”的第二次成功实现惊人的壮举。


火箭一级12层楼高,重约150吨,准确飞回发射台,近20米的“大筷子”机构准确关闭,火箭上不显眼的回收挂点再次被架住——毫不夸张地说,这是千里之外的打针。


这次的成功来之不易。由于火箭尾焰产生的强大气流意外,在上一次发射中吹歪了发射塔顶部的关键通信天线,工程师们不得不放弃传统的回收决定。



在第六次发射中被吹歪的天线 |NasaSpaceFlight


SpaceX吸取了上一课,全面加固了发射台设备。SpaceX还在“大筷子”上增加了多个雷达传感器,以提高捕捉臂和返回火箭之间测距的精度。


但为了避免“既没有抓住火箭,又把发射台炸平”的结果,工程师还设计了一套严格的安全保障体系:系统将继续监控发射台和火箭在一级返回过程中的状态。火箭队只有在一切正常、地面控制人员确认安全后,才会试图回到发射台。。一级火箭会立即调整飞行轨迹,飞往无人区域,如发现任何异常——如格格舵卡涩,或推进剂泄漏,甚至缓冲区人员误入。


而且这次星舰一级回收的再次成功,也证明了第五次发射中的一级回收并非偶然。,SpaceX已将“木筷子”方案迭代到平稳可用的程度。


另外,SpaceX还缩短了火箭回收后残留推进剂的释放时间,以便火箭能够尽快“插”回发射台。


根据此前媒体披露的计划,这次回收的一级经过测试和翻新,有可能在后续试飞过程中尝试再次发射。,验证星舰一级的重复使用能力。


事实上,第五次发射中回收的“猛禽”发动机已经安装在发射的一级火箭上,号码为314。在星舰发射中重复使用发动机,这个还是第一次。



本人证实,314号猛禽发动机已被重复使用 | X截图


V2版星舰首秀,全新升级


“筷子夹火箭”的再次成功令人惊叹,但首次试飞的全新V2版星舰飞船原本是这次发射的更多亮点。虽然表面看起来只增加了2米,增加了一个不锈钢筒段,但内部完全升级了。



V1与V2版星舰实物对比,左边V2版略高一点。


前翼面

在之前的飞行测试中,工程师发现了一个严重的问题:当星舰飞船返回大气层时,前翼面会承受很高的热量,甚至会被烧毁。


对此,V2版本的前翼面进行了大胆的创新:不但尺寸较小,位置也较高,而且整体向后移动。



V1和V2版的前翼从迎风面对比。 | StarshipGazer


这一设计使得前翼面在再次进入大气层时能够更好地“躲”在二级箭体的背风面上,显著降低热流冲击水平。


LarsspaceX再入相关项目负责人 Blackmore明确表示,前翼面的设计需要几个月的时间,理论上新翼面的设计全面优于旧版本,但这需进行实践检验


推进系统

星舰二级V2版本推进剂容量增加25%,从1200吨增加到1500吨。


隧道管中增加了运输推进剂的真空筒夹,增强了保温能力。


配置全新的真空版“猛禽”发动机推进剂输送系统,改进控制管闸阀和传感器航电系统,使其具有长期执行在轨任务的能力。



在此之前的PPT中,显然可以看出二级推进剂的加注量增加了300吨。 | SpaceX


星链调节器

虽然星舰S33高了2米,但由于推进剂储箱大幅上升,负载空间缩小。考虑到星舰主要用于短时间内发射自己的星链卫星,这种选择是值得的。



各版星舰二级推进剂储箱设计,V2版显著增加 | BingoBoca


释放模拟星链卫星,星链格架、输送和释放设备配置在星舰负载舱内,可以就像赌场荷官发牌一样,让平板星链卫星一颗接一颗地滑出舱门。


该系统将为后续星舰大规模布署星链奠定基础。



像发扑克牌一样布署星链。 | SpaceX


航电设备

考虑到未来星舰飞船将执行更复杂的任务,例如在轨道上向其他星舰添加燃料,或者回到发射场着陆,工程师几乎对整个控制系统进行重新设计,增加了更多的功能和冗余。


新版星舰配备了集成天线,集成了星链、GPS和备用射频通信功能,并重新设计了导航系统和智能电池和电源管理系统。


星舰上的工程师增加了30多个高清摄像头,可以使地面控制人员对发射过程中的每一个细节进行实时监控。


在星链系统的帮助下,星舰可以在发射的各个阶段传输超过120Mbps的实时超清视频和遥测数据,为SpaceX快速迭代提供宝贵的工程数据。


热防护系统

V2星舰选用最新一代隔热瓦,增加了备用层,防止部分隔热瓦缺失或损坏。


SpaceX还故意拆除了一些表面隔热瓦,以测试星舰所有脆弱区域的热保护性能。



在S33的隔热瓦中,可以看到一些隔热瓦是故意薄化的,以测试底层备用隔热瓦。 | Starbase Surfer


一些地区也使用了全新的区域金属隔热瓦,有些具有主动冷却功能。SpaceX希望通过这次试飞,看看这种新材料能否在飞船返回大气层时提供足够的保护,并在未来提供足够的保护。也许用它来代替现有的隔热瓦


另外,在星舰侧面,还安装了非结构性、无法承受的二级捕捉钩,在进入大气层时,测试这种突出部件的热保护性能。


另外,为了缓解第六次发射检测再入大气层时观察到的热点问题,隔热瓦的线条边缘也进行了抛光和收窄处理。



二次加装的突出捕捉钩,覆盖隔热瓦 | NasaSpaceFlight


这次试飞本来还会继续第六次发射,进行一次“极限挑战”——当星舰回到大气层时,就会发生。故意选择一条比较“险峻”的轨迹。在这种情况下,星舰飞船的翼面会承受最大的气动压力,这可以帮助工程师找出星舰能承受多大的再入压力。


这种看似冒险的测试实际上是非常必要的,目的是确定后续常规发射的可靠“安全区间”


就像汽车制造商会检测车辆的极限性能一样,工程师只有清楚地知道安全边界在哪里,才能为日常任务预留足够的安全空间。


遗憾的是,这次首飞的二代星舰还没到这个阶段,就已经爆炸了。


卫星也应该放在亚轨上


本来在这次发射中,还有一个看似“不合理”的环节:释放10个模拟星链卫星。


由于试射轨道仍然是绕地不到一周的跨大气亚轨道,释放的10颗模拟星链卫星不会真正进入轨道,而是会沿着类似星舰二级的轨道进入大气层烧毁。


为什么SpaceX如此迫不及待,要在一次亚轨飞行中进行这个实验?


回答与SpaceX星链业务的快速发展密切相关。


截至2024年底,星链已发售460万台终端,客户遍布96个国家和地区。特别是随着“手机直接连接”业务的发展,用户数量呈现井喷趋势。SpaceX目前最大的收入来源,星链业务的增长速度已远远超过当前发射能力的极限。


虽然SpaceX的猎鹰9号火箭已将每年的发射频率提高到140次,但仍然不能满足星链卫星更新和扩展的需要。


V29号目前发射的猎鹰9号 本质上,mini版本的星链只是暂时制作的过渡商品——真正的过渡商品,因为运力不足。星链卫星“多功能版”功能性较强,但质量较重,体积较大,只有星舰才能发射



近年来,猎鹰9的发射频率迅速上升,但仍然不能满足星链的需要。 | SpaceX


新一代星链已正式命名为V3星链,每颗卫星可以提供高达1Tbps的下载速度,上升速度也达到160Gbps。


根据SpaceX的说法,后续星舰的组网发射将提供60Tpbs的通信带宽,换句话说,一次发射可以安排60颗V3星链卫星(也可以安排54颗)。


根据传说,V3星链卫星的单个重量在1.5-2吨之间,60星链的总重量至少在90吨以上。假如星舰能一次发射这么多V3星链,那就意味着V2版星舰在可回收条件下的确可以达到100吨的近地轨道运载能力。



星链释放口S33 | StarshipGazer.com


现在SpaceX已经署署了近7000颗星链卫星,但是由于单星平台的能力,它的总带宽是350Tbps。星舰投入V3星链后,60Tbps可以一次发射星舰。,提高效率可见一斑。


星舰可以在大气层重新进入时提供超清黑障直播,大量实验数据可以实时下传,这对于星链系统的支持是不可或缺的。星舰的成熟把它变成了V3版星链的推进器。两者可以说是珠子的结合,相互成就。


更多的挑战在后面


如果今天第七次试飞成功,可以说星舰已经站在了产品化的门槛之前。那么从今年开始,我们可能会一起见证星舰逐渐从一只吞金巨兽成长为SpaceX的中流砥柱。


遗憾的是,今天的试飞失败了,2025年星舰开局不利。。但实际上,即便是今天的成功,更加艰巨的挑战实际上还在后头。


SpaceX曾经说过,今年将发射多达25艘星舰。根据NASA载人登月舱计划,2025年将完成两艘星舰在轨无人对接,并进行吨级甚至100吨级推进剂在轨转移检测。



二号发射台近况 | RGV航拍


用于周转和更换发射的第二个轨道发射平台已经基本完成,主要承重构件和优化回收的“大筷子”也在组装中。然而,为了支撑如此密集的发射节奏,SpaceX必须实现星舰二级的可靠回收和快速再利用。


也就是说,星舰二级回收势在必行!


马斯克曾经说过,在星舰第六飞二级实现精准海上软着陆后,让第二代星舰在海上再次软着陆。如果还这么顺利,让发射塔接星舰回收!


从今天第二代星舰首飞即炸的表现来看,第二级星舰让发射塔夹住回收。即使真的发射到轨道上,恐怕也要等一段时间。


然而,这就是“实验航行”的意义。SpaceX在星舰研发过程中所展示的特长,在实际发射中暴露问题,然后迅速解决问题。


或许用不了多久,二代星舰就会再次披挂上阵。


祝愿它下一飞好运!


本文来源于微信微信官方账号“果核”(ID:作者:跆拳道大灰狼,编辑:Guokr42:Steed,36氪经授权发布。


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