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SpaceX在第三次试飞中发射了超级重型星舰火箭

放大字体  缩小字体 来源:admin 2024-08-11 23:39  浏览次数:101 来源:本站    

  

  

  美国太空探索技术公司(SpaceX)有史以来最强大的巨型超级重型星际飞船火箭周四上午进行了第三次试飞,成功将无人驾驶的上层火箭送入太空。虽然这两个阶段在分别下降到海洋溅落时破裂,但公司官员称赞这次飞行是向前迈出的重要一步。

  安装在星舰尾翼上的摄像机拍摄的壮观现场视频显示,当飞船回落到低层大气中时,再入大气层加热的红光越来越强烈,直到星舰被一个明亮的火球吞没。它腹部的隔热瓦经历了超过2500度的高温。

  遥测数据在大约40英里的高度停止了流动,这表明星际飞船在能够进行火箭动力下降并在印度洋上破坏性地溅落之前就解体了。但是,从发射到太空,再到足够深入的大气层,经历峰值加热,这被该公司视为一项重大成就。

  “今天是非凡的一天,”SpaceX的一位评论员说。

  即便如此,美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)在X上的一篇文章中表示,两级火箭的丢失构成了一起“事故”,该机构“将监督spacex牵头的事故调查”。

  试飞于美国东部时间上午9点25分开始,巨型火箭的33个猛禽发动机,每秒吞噬4万磅液氧和甲烷推进剂,轰鸣着震动大地的轰鸣。

  片刻之后,这枚397英尺高的火箭开始向天空爬升,在由助推器燃烧的废气产生的滚滚灰尘和蒸汽中爆炸,在发射台底部向上喷射出汽化的水流,以缓解发动机点火时的冲击。

  这艘超级重型星舰顺利加速,消耗了推进剂,减轻了重量,向东掠过墨西哥湾,为数千名当地居民、游客和一群从发射场和北部几英里外的南帕德雷岛观看的记者带来了一场壮观的表演。

  所有33架猛禽似乎都能正常发射,在火箭加速通过音速并脱离稠密的低层大气时,助推火箭越过了最大空气动力应力区域。

  升空2分42秒后,“猛禽”火箭开始按计划关闭,几秒钟后,“星际飞船”上一级的六个发动机点火,助推器仍在连接上,这是一种被称为“热分段”的最新修改。过了一会儿,超级重型火箭和星际飞船火箭完全分离了。

  当星际飞船继续向太空爬升时,助推器翻转过来,开始返回岸边,准备下降并溅落。大部分返回地球的过程都很顺利,发动机按要求点火以减速。

  但当它接近墨西哥湾,穿过低云甲板时,“超重型”号开始在宽阔的弧线上摇摆,努力保持方向。在那一刻,航天器上的摄像头看不到了,助推器在没有按计划点火的情况下“硬着陆”。

  与此同时,星际飞船似乎完美无缺地登上了太空。“猛禽”号在升空8分半钟后关闭,在飞行控制人员进行一系列测试的同时,飞船传回了太空和地球边缘的壮观景象。大约40分钟后开始重新进入大气层。

  前两次试飞都以壮观的自毁火灾告终——第一次是在去年4月,在多次超重型发动机关闭和一级分离故障之后;第二次是在11月,就在星际飞船计划开始绕地球一圈,在夏威夷北部的太平洋上溅落之前。

  故障发生后,SpaceX的工程师对多个系统进行了修改,包括加强火箭的自毁系统,提高发动机性能,并使用大功率雨水系统保护发射台,该系统还能减弱发动机点火时的声震。

  该公司还实施了“热分段”技术,即星际飞船的六个猛禽发动机点火,而该级仍然连接在超重型助推器上。俄罗斯联盟号(Soyuz)火箭使用了几十年的热分段技术,有助于确保更有效的分段分离顺序。

  SpaceX公司在其网站上表示:“星际飞船的第二次飞行测试取得了许多重要的里程碑,并为继续快速发展星际飞船提供了宝贵的数据。”“这种快速迭代的开发方法是SpaceX所有重大创新进步的基础。”

  第三次试飞的主要目标大致相同,将星际飞船送入太空进行亚轨道试飞和高速再入,并在两个阶段进行受控着陆,超重型火箭在墨西哥湾着陆,星际飞船在印度洋着陆。

  SpaceX开创了一项技术,使该公司能够回收和再利用较小的猎鹰9号助推器。但没有一艘星际飞船尝试过从太空穿过大气层返回地球,使其腹部的隔热瓦承受2500度以上的温度。

  虽然这两个阶段的设计都是完全可重复使用的,但没有第三次试飞的回收计划。该飞行计划要求两个阶段尝试火箭动力下降,模拟实际着陆程序,预计两个阶段都将在海洋撞击下破裂并沉没。事实证明,这两个阶段都没有走到那一步。但很接近。

  无论如何,在星际飞船的海岸进入过程中,飞行控制器测试了一个有效载荷门,该门将用于未来发射星链卫星的飞行。

  对NASA来说更重要的是,火箭在太空失重环境中成功地将低温推进剂从一个燃料箱转移到另一个燃料箱,并在大气层外首次重新启动了猛禽发动机。

  推进剂转移测试和猛禽号的重启对美国宇航局来说是至关重要的里程碑,美国宇航局正在向SpaceX支付数十亿美元,以建造一艘星际飞船的变体,作为该机构阿尔忒弥斯月球计划的人类着陆系统(HLS)。

  HLS将需要在地球轨道上由多个超级重型星舰加油机自动加油,然后重新启动发动机前往月球,等待宇航员的到来,宇航员将使用航天器将他们运送到月球表面。

  一次飞往月球的HLS飞行需要多达10次左右的加油飞行。

  虽然这显然是一个挑战,但完全可重复使用的超级重型星际飞船(统称为“星际飞船”)是一个潜在的游戏规则改变者,一个潜在的革命性步骤,旨在增加有效载荷重量到轨道,同时大大降低成本。

  它是有史以来最大的火箭,有39层楼高,29.5英尺宽,由spacex设计的猛禽发动机产生超过1600万磅的推力,是美国宇航局太空发射系统月球火箭和该机构传奇的土星5号火箭的两倍。

  仅超级重型火箭的第一级就有23层楼高,而星际飞船的上一级设计用于运载货物、乘客或两者兼而有之,高164英尺,配备了6台猛禽发动机。

  超重型火箭的设计目的是在推动星际飞船的上一级脱离低层大气层后,飞回位于博卡卡或佛罗里达州肯尼迪航天中心的发射台,然后下降着陆,由发射架上的两个巨大的机械臂捕获。

  星际飞船的设计目的是在任何有着陆场的地方着陆,包括月球,最终是火星。

  SpaceX公司在去年4月20日的首次飞行中发射了超级重型星际飞船,但火箭遭遇了多次发动机故障或关闭。其余部分在预期的关闭时间后继续发射,第一级和第二级未能正常分离。自毁系统被触发了,但启动时间比预期的要长。

  火箭在起飞四分钟后爆炸,明显地翻滚着。最高高度为24英里。

  在去年11月18日的第二次试飞中,超重型助推器正常运行,热分级程序按计划进行,星际飞船的上一级正常分离,在六台猛禽发动机的驱动下继续向太空攀升。

  与此同时,这架超重型飞机像预期的那样翻转过来,开始飞回德克萨斯海岸,准备溅落。但在转身后不久,火箭就爆炸了,散落着大量碎片。星舰级按照计划自行飞向太空,但就在发动机关闭之前或期间,它也爆炸了。

  让超级重型星际飞船定期飞行对美国宇航局的阿尔忒弥斯月球计划至关重要。NASA在2021年以29亿美元的价格与SpaceX签订了一份合同,开发星际飞船上层的一种改型,将宇航员从月球轨道运送到月球表面并返回。阿尔忒弥斯号的宇航员将使用洛克希德·马丁公司制造的猎户座太空舱往返月球。

  美国宇航局的合同要求在宇航员进行实际着陆尝试之前进行一次无人驾驶的月球着陆试验飞行。阿尔忒弥斯的管理人员计划在2026年底实现首次载人登月。

  但这将取决于SpaceX发射足够多的超级重型星际飞船来证明其可靠性。虽然SpaceX的理念是频繁飞行,从错误中吸取教训,然后再次飞行,但在NASA认为将宇航员送上太空是安全的之前,它将需要一系列成功的飞行。

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