星舰首试“双回收”受挫:助推器溅落墨西哥湾爆炸
星舰超重型助推器溅落发生爆炸,未能按计划完成回收,来源SpaceX 文丨李海伦 编辑丨苏扬 美国当地时间11月13日,SpaceX执行星舰第十五次综合飞行测试(以下简称....
星舰超重型助推器在溅落时发生爆炸,回收未能按计划完成。来源:SpaceX
11月13日(美国当地时间),SpaceX执行了一次新的星舰试飞。
这次任务原本要挑战史上首次“双回收”,结果第一关就没过去。
级间分离完成后,助推器把飞船送入了后续飞行阶段,可任务控制团队随即叫停了助推器的着陆尝试。助推器最后在墨西哥湾溅落并爆炸,既没有回到发射场,也没能被发射塔机械臂夹住。
另一头,上级飞船继续飞它的轨道任务。
根据SpaceX公布的安排,
超重型助推器返回时的实拍画面。来源:johnkrausphotos
01 助推器没能回来
距上次发射还不到两个月,SpaceX又把星舰技术验证的难度往上提了一档。
这次除了跑既定轨道任务,还头一回让两个级段依次返回发射场、由发射塔机械臂实施捕获,目的是为两级完全重复使用攒下关键技术经验。
星舰第十五次测试飞行主要阶段示意图,来源:SpaceX
在这之前,SpaceX已多次借助
打那以后,助推器回收慢慢成了星舰测试里的重头戏。
可过去成功,不等于每一代助推器都能稳稳回收。十五飞所用的
回收方案是这样的:级间分离后,助推器要重新点火做回推,把飞行方向调回来,朝发射场附近飞。接着,助推器通过
超重型助推器返回捕获过程
这套流程牵涉发动机重启、飞行姿态控制、导航定位和地面捕获系统的配合,哪一环出岔子,回收程序都可能中断。本次任务里,助推器没能走完最后的返场捕获,具体技术原因还要等SpaceX进一步说明。
V3版本
比起助推器,把飞船抓回来要难得多。
按SpaceX公布的任务方案,
一旦飞控团队确认
星舰上级飞船返回捕获过程
SpaceX还给任务划了多个海上溅落备选区。要是飞船状态不适合继续飞回发射场,飞行控制团队可以让它在预定海域收尾,不必硬去完成捕获。
话虽如此,就算这回捕获成了,也不代表星舰已经能商业化运营。
飞船回来以后,结构检查、发动机维护、热防护评估、推进剂补充一样都少不了。这些活能不能把时间压短,才是星舰能否高频复用的下一道坎。
02 星链V3第二次随星舰入轨
这次星舰上装了26颗星链卫星,涵盖V1.5、V2和V3三个版本,消息来自X。
9月28日的“十四飞”里,Ship 41头一回把26颗星链V3卫星送进轨道,星舰也借此完成了第一次真正意义上的轨道任务。问题是,那趟飞船有一台发动机出了状况。
“十五飞”要往前再走一步,看看飞船能不能在轨长时间运行、把卫星放出去、再顺利回来。
星链V3是SpaceX下一代卫星互联网星座的主力。按SpaceX公布的技术指标,单颗V3卫星下行容量约1Tbps、上行容量160Gbps,比V2卫星高出不少。V3还换了更强的星间激光链路和太阳能阵列,卫星之间的数据传输能力随之提高,单颗卫星能承载的网络服务容量也变大了。
部署V3卫星,为什么非星舰不可?
关键还是运载能力。V3卫星比前代更大、更重,单颗通信容量也明显提升。猎鹰9号照样能发星链卫星,可它的载荷空间和运力撑不起V3卫星的大规模部署。星舰的载荷舱更大,近地轨道运力更强,一趟能多放几颗卫星,星链网络的建设效率也就跟着上去。
SpaceX此前公布的规划里,星舰成熟版本的近地轨道运载能力有望达到100吨级。跟猎鹰9号比,星舰能用更少的发射次数部署更多的卫星容量,星链星座扩张的快慢直接受此影响。
眼下星链的在轨卫星网络已经相当庞大,可全球用户在涨、网络流量在升,对卫星容量提出了更高要求。V3卫星既能加带宽,也有助于改善高密度用户区域的服务能力。
03 难题不止于回收
这次任务里,部分星链V3卫星还带了特殊摄像头,从不同角度拍星舰飞船。星舰外层的隔热瓦,来源X。
热防护系统
“十五飞”有望让工程团队拿到更完整的返回数据:飞船在轨飞了很长时间。
发动机同样决定着复用效率。星舰采用V3版本,围绕推进系统、燃料管路、发动机布局和控制系统做了重新设计。飞船的推进剂贮箱容积加大,尾部流体和电气系统做了调整,控制系统也升了级。
超重型助推器也动了结构。V3版本把栅格舵从四个减到三个,单个栅格舵的面积却增加约50%,位置和结构重新调整,为的是适应更高的回收与捕获要求。
这些改动说到底都指向一件事:星舰的两个级段不光要安全回来,还得少做维护就能重新上天。
04 星舰还有更难的关
星舰的技术往前走,背后还压着商业化和NASA载人登月两副担子。NASA已经选定星舰执行相关任务。
星舰要登月,先得解决一个前提问题。
月球着陆器要带大量推进剂,靠一次地面发射完不成整个任务。SpaceX的打算是先把推进剂储存飞船送入近地轨道,再多次发射加注飞船入轨,给储存飞船补充推进剂。
说白了,这就等于在太空里搭一座临时加油站。多艘飞船得在轨道上完成交会、对接和推进剂转移,液氧和液甲烷在长期储存中怎么控温、怎么减少蒸发损失,也都是绕不开的难题。
SpaceX此前已在V3版本中加入对接结构和推进剂转移接口,为未来的在轨加注任务铺路。十五飞虽然没能实现“双回收”,但工程团队仍能从中拿到新的飞行数据。对星舰来说,一次发射成不成功并非关键,真正的考验在于两个级段能否稳定返回,经过检查整备后再度升空。
特约编译金鹿对本文亦有贡献