SpaceX與星艦助推器失去聯繫 推定火箭故障

財聯社11月18日電,Spacex與星艦助推器失去聯繫,推定火箭故障。Spacex公司表示,可能在飛行過程中丟失了火箭。

SpaceX與星艦助推器失去聯繫 圖片來自視頻截圖

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馬斯克曾預測“星艦”首飛成功率50%,暗示“星艦”可能在第一次軌道級試飛嘗試時爆炸。他的擔憂之一是爆炸會摧毀發射臺,“如果我們把發射臺熔化了,重建可能需要幾個月的時間。”

·如果發射失敗,SpaceX將很快再次嘗試,“我們正在得克薩斯州南部建造一系列 ‘星艦’,我們今年有80%的機會進入軌道。”

美國中部時間4月20日8時33分(北京時間4月20日21時33分)時許,SpaceX“星艦”系統滿載着超過4500公噸推進劑從得克薩斯州起飛,執行首次軌道級測試飛行任務,但升空不久後爆炸。

SpaceX創始人埃隆·馬斯克曾預測“星艦”首飛成功率50%,暗示火箭可能在第一次軌道試飛嘗試時爆炸。“星艦”系統由第一級“超重”火箭和第二級“星艦”飛船構成,未來兩者皆可重複使用。但本次發射並不打算讓“星艦”飛船垂直着陸或利用發射塔捕獲“超重”火箭助推器。從得克薩斯州南部升空後,“星艦”將進入地球軌道向東飛行,“超重”火箭助推器會落入墨西哥灣,剩下“星艦”飛船獨自飛越大西洋、非洲南端和印度洋,最後在夏威夷附近的太平洋濺落。

在此之前,“星艦”經歷了多代技術迭代,原型機一邊爆炸一邊“出爐”,一路試錯一路更新,將馬斯克用互聯網思維造火箭的想法發揮到極致。發射前,SpaceX在推特上表示,“通過這樣的測試,衡量成功的標準是我們能學到多少東西,這將爲SpaceX快速推進 ‘星艦’的開發提供信息,並提高未來成功的概率。”

象徵着太空飛行的現代化、商業化

馬斯克的火星殖民計劃是在未來幾十年送大約100萬人上火星,在火星上建造一座自給自足的城市。而運輸工具就是“星艦”,他希望建造1000枚以上的“星艦”運送生命到火星。SpaceX完全可重複使用運輸系統“星艦”是馬斯克火星夢的基石,馬斯克曾形容這是“非常現代的諾亞方舟”。

“星艦”系統被認爲將是有史以來最強大的運載火箭,整體高120米,直徑9米,完全可重複使用時運載能力最高可達150公噸。一級“超重”火箭配置33臺“猛禽”發動機,二級“星艦”飛船配置3臺“猛禽”發動機和3臺“猛禽真空”發動機。“猛禽”發動機採用液氧甲烷推進劑,推力是SpaceX獵鷹9號火箭“梅林”發動機的兩倍。火星大氣中的甲烷令SpaceX有朝一日可以在火星上爲“星艦”補充燃料。

在得克薩斯州南部博卡奇卡村附近的基地中,SpaceX公司的第一艘軌道星際飛船放置在其巨大的超級重型助推器之上

“星艦”系統設計用於送宇航員和貨物到地球軌道、月球、火星和更遠的地方,它可以攜帶100人進行長時間星際飛行,也可以發射衛星和太空望遠鏡,幫助建立月球基地。“星艦”飛船未來還可以在地球上實現一小時內點對點運輸,最大時速27000千米/時。2017年,馬斯克在一次講話中分享了一則環球客運視頻。視頻中的“星艦”將乘客從紐約附近的一個海上平臺發射到太空,39分鐘後着陸在上海附近一個類似的海上平臺上。

NASA太空發射系統(SLS)火箭使用了上世紀70年代爲航天飛機所設計的硬件,如果說SLS代表了政府傳統的火箭設計方法,那麼“星艦”則象徵着太空飛行的現代化、商業化。在前往火星的飛行途中,“星艦”飛船可在近地軌道利用“燃料飛船”(本質上是沒有窗戶的“星艦”飛船)補充燃料,使得100噸的運輸可以一路到火星。SpaceX還建了146米高的火箭發射塔,支持火箭集成、發射和捕獲“超重”火箭助推器。由於“星艦”未來將可重複使用,預計運行成本將遠低於SLS。

土星五號(左)、太空發射系統(中)和星艦(右)對比 圖片來源:TIME

去年2月,在得克薩斯州博卡奇卡召開的“星艦”發佈會上,馬斯克說,“星艦”飛船6-8小時就可以重複使用,這樣一天就可以發射3次,“超重”火箭助推器發射6分鐘後就能返回,大約每小時就能發射一次。快速重複使用也意味着降低成本,“每次飛行可能只需幾百萬美元,甚至最少可能只要100萬美元。”馬斯克說,按照太空標準來衡量,這個價格低得離譜。

私人繞月旅行和NASA載人登月合同收入囊中

馬斯克對於“星艦”的承諾吸引了一批粉絲,也收割了實際訂單。

在與亞馬遜創始人傑夫·貝佐斯旗下藍色起源的競爭中,“星艦”贏得了NASA支持,已將兩份載人登月合同收入囊中。2021年,NASA選擇SpaceX作爲合作伙伴開發“星艦”月球着陸器,合同價值29億美元,在“阿爾忒彌斯3號”任務中,“星艦”將送美國宇航員登上月球,實現人類50多年來首次重返月球表面的計劃。去年11月,“阿爾忒彌斯1號”任務發射之際,NASA授予SpaceX第二份“阿爾忒彌斯”登月合同,價值約11.5億美元,以進一步開發“星艦”人類着陸系統,執行“阿爾忒彌斯4號”任務,2027年第二次載人着陸演示。

在重返月球過程中,NASA計劃首先用自己開發的SLS火箭發射宇航員前往月球,然後將宇航員轉移到“星艦”上,下降到月球表面。

除了政府訂單,“星艦”也拿下了私人客戶,SpaceX曾對外宣佈了3趟“星艦”商業載人⻜行。2018年,日本富豪前澤友作宣佈包下“星艦”第一次繞月飛行所有座位,希望徵集8名同行者。這趟繞月之旅名爲dearMoon。去年2月,SpaceX和美國億萬富翁賈裡德·艾薩克曼(Jared Isaacman)決定啓動“北極星計劃”,開展至少3次太空⻜行,完成首次商業太空行走,並以“星艦”首次載人⻜行任務告終,但這趟飛行不繞月。

此外,世界首位太空遊客、82歲的美國企業家丹尼斯·蒂託(Dennis Tito)與其57歲的妻子Akiko已預定“星艦”繞月之旅,蒂托夫婦的行程將在“北極星計劃”首次“星艦”載人飛行以及dearMoon繞月任務之後發射。夫婦二人將搭乘“星艦”,在爲期一週的時間裡在距離月球表面200公里的範圍內飛行,隨後返回地球。

不過短期內,SpaceX要讓“星艦”開展定期飛行,部署下一代“星鏈”衛星。二代“星鏈”衛星長7米,重1.25噸,衛星越重發射難度越大,SpaceX寄希望於“星艦”,“我們需要’星艦’頻繁工作和飛行,否則’星鏈’就會被困在地面。”馬斯克說。

連續爆炸帶來的技術迭代優化

與任何一次火箭首飛一樣,火箭複雜的硬件或軟件工程中,一個小缺陷就容易讓發射出現問題。3月7日,馬斯克在接受採訪時表示,“星艦”軌道級首飛的成功機率爲50%,“我並不是說它會進入軌道,但我保證會很刺激。”他補充道,“不會無聊。”

他也暗示“星艦”可能在第一次軌道級試飛嘗試時爆炸。馬斯克的擔憂之一是爆炸會摧毀發射臺,“如果我們把發射臺熔化了,重建可能需要幾個月的時間。”他把火箭助推器比作“一盒手榴彈”,“那是非常大的手榴彈。”如果發射失敗,馬斯克說SpaceX將很快再次嘗試,“我們正在得克薩斯州南部建造一系列 ‘星艦’,我們今年有80%的機會進入軌道。”

馬斯克暗示的爆炸並非沒有先例。軌道級試飛前,“星艦”經歷了多代技術迭代。

星艦進化史:從馬斯克的“天馬行空”到目標火星的最強火箭。(05:21)

2019年11月,在得克薩斯州進行的低溫壓力測試中,“星艦”原型機MK1發生爆裂,噴發出大量白色煙霧,一些固體硬件四處飛射。2020年2月,“星艦”第二艘原型機SN1也在低溫貯箱試驗中被摧毀。巨大的壓力將SN1截斷,變形的不鏽鋼“筒倉”向上彈射以後砸地。不過,“星艦”測試原型SN2一個多星期後通過了低溫壓力測試和發動機推力載荷測試。但通過試驗的SN2只是個小尺寸原型機,也並非爲了飛行。到了2020年4月,“星艦”原型機SN3在博卡奇卡的測試基地進行低溫貯箱試驗。在加註低溫推進劑後,SN3先是出現褶皺,然後自行垮塌。

一系列“星艦”原型機一邊爆炸,一邊繼續“橫空出世”。SN4是首個通過低溫測試並執行靜態點火的全尺寸原型機,但在第五次靜態點火中發動機關閉不久後爆炸了。2020年8月,“星艦”原型機SN5在博卡奇卡測試基地完成150米跳躍,試飛時間持續約1分鐘。這年9月,“星艦”原型機SN6再次成功試飛150米。

當地時間2021年2月2日,美國得克薩斯州,SpaceX成功發射了“星艦”原型SN9,但在返回着陸時再次猛烈撞擊着陸場發生爆炸

兩年前,SpaceX開始執行一系列高空試飛,但大多遭遇失敗。“星艦”原型SN8、SN9、SN10和SN11分別在2020年12月、2021年2月、2021年3月初和2021年3月末開展高空測試飛行,都沒有逃過爆炸的命運。其中,SN8和SN9都在着陸時爆炸,SN10升空後安全着陸,但在着陸8分鐘後爆炸。SN11着陸時碎片散落在測試場地周圍,馬斯克當時承認火箭被毀。

2021年5月,“星艦”原型第五次高空試飛,SN15從博卡奇卡基地起飛,飛到大約10公里的高度後下降,切斷髮動機向地面俯衝,然後重新點火,及時豎直翻轉,起飛約6分鐘後軟着陸在着陸臺上。馬斯克隨即在社交媒體上公佈,“ ‘星艦’順利着陸!”那次着陸後,SN15底部有些火焰,不過遙控滅火系統幾分鐘內將它撲滅了。

自那之後,“星艦”再也沒有飛行過。今年2月,SpaceX在博卡奇卡完成“星艦”發動機靜態點火測試,一級助推器33臺發動機中的31臺同時點火。馬斯克表示,這些發動機仍然足夠到達軌道。