SpaceX的星际飞船再次试飞!这一次又爆炸了,而且是真的爆炸了,就像发射失败一样。
星舰第七次试飞,点火升空|太空探索技术公司
北京时间今天早上6时37分,美国德克萨斯州“星际基地”一座123米高的不锈钢塔拔地而起。这是 SpaceX 的 Starship 重型运载火箭,正在进行第七次试飞。
Starship 是 SpaceX 正在开发的一种完全可重复使用的重型火箭。它的起飞重量超过了当年的阿波罗登月火箭土星五号。
今天的试飞是新V2版本星舰的首次亮相。作为第一个实用版本,新版星舰进行了多次升级和改进。
本次试飞是第二代Starship飞船首次亮相|太空探索技术公司
今天的发射中,第一级火箭点火成功,33台猛禽发动机全部点火,工作正常,完成了整个升空燃烧过程。
然而升空后不久,细心的围观者发现,星舰第二层船体的表面似乎受到了损坏。这给本次试飞带来了隐患,但并没有影响一级火箭的飞行。
Starship飞船表面似乎已损坏 | SpaceX直播截图
随后,在第一级火箭关闭大部分发动机(剩下三台发动机)后,星舰第二级成功点燃了六台猛禽发动机,完成了第一级和第二级的分离。
星舰第七次试飞,第一阶段和第二阶段热分离 |太空探索技术公司
分离后,一级火箭通过翻转机动、返回点火等一系列操作飞回发射塔,并成功抛弃热分离环。
在返回点火过程中,星舰第一级的一台猛禽发动机没有点火。但由于推力足够,并没有影响后续阶段的回收。
星舰第七次试飞再次上演“筷子夹火箭”壮举 |太空探索技术公司
发射后6分55秒,一级火箭飞回发射塔,被绰号“大筷子”的大型机械臂稳稳托住,再次成功实现一级回收。
然而,就在观众还在为第一级复苏欢呼的时候,已经成功点燃全部六台“猛禽”发动机并正常飞行的星舰第二级却突然与地面失去了联系。
在加勒比海,有人拍到星舰第二级解体的瞬间 |巴勃罗@X
在加勒比海上,有人拍摄到一艘飞行星舰的第二级突然解体的镜头。
中美洲特克斯和凯科斯群岛的许多人,沿着星舰发射轨迹,目睹了大量“火流星”划过天空。这是星舰解体后重新进入地球大气层的二次碎片。
特克斯和凯科斯群岛上空出现大量“火流星” |亚历克斯·达文波特@X
这是星舰解体后重返地球大气层的第二阶段 |迪恩·奥尔森@X
SpaceX在其官网证实,星舰第二级在上升阶段遭遇了快速且意外的解体(RUD,俗称爆炸)。该团队将继续审查今天的飞行测试数据,以更好地了解根本原因。
至此,星舰第七次试飞以失败告终。
整个发射过程按原计划正常进行
第七次星舰总装发射用作第一级火箭的超重型助推器的生产编号为B14,与此前第五次、第六次发射的第一级技术状态基本相同。作为二级火箭,编号为S33的星舰飞船则完全不同。这是期待已久的第一个V2版本的星舰二级火箭。
虽然第二阶段已经更新,但第七次发射的步骤与上一阶段基本相同。它仍然是一次跨大气层亚轨道发射。火箭第一级被发射台的“大筷子”夹住回收。第二级重返大气层后,在印度洋发射。在无人居住的水域进行反向推力并在海面软着陆。
星舰第七次飞行全流程信息图|托尼·贝拉
正常情况下,星舰第七次飞行的完整过程应该是这样 |太空探索技术公司
因为它携带了很多改进,尤其是二次推进剂装填量增加了25%,所以各个环节的时间安排都发生了明显的变化。
Starship第7次和第6次发射时间对比|数据来源:SpaceX
比较最近的两次发射,火箭第一级上升阶段的时间几乎完全相同。
差异主要体现在:
再次见证奇迹——“筷子夹火箭”
虽然这次试飞失败了,但SpaceX第二次成功实现了“用筷子夹住火箭”的惊人壮举。
12层楼高、150吨重的火箭第一级准确飞回发射台。 20米长的“大筷子”机构精准闭合,再次托住了火箭上不起眼的回收点——其难度,说是一针探千里也不为过。
这一成功来之不易。在上次发射中,火箭尾焰产生的强烈气流意外吹毁了发射塔顶部的关键通信天线,工程师们不得不做出保守的决定,放弃了回收尝试。
第六次发射时天线被吹歪了美国宇航局太空飞行
吸取上次的教训,SpaceX对发射台设备进行了全面加固。 SpaceX 还在“大筷子”上添加了多个雷达传感器,以提高捕获过程中捕获臂与返回火箭之间测距的准确性。
但为了防止“追不上火箭,炸毁发射台”的“双输”结果,工程师们还设计了严格的安全保障系统:在第一级返回过程中,系统会持续监控空间站和火箭的发射状态。只有当一切正常并且地面控制人员确认安全时,火箭才会尝试返回发射台。如果发现任何异常情况——比如网格舵被卡住、推进剂泄漏,甚至有人误入安全区域,一级火箭会立即调整飞行轨迹,飞向无人区。
此次星舰一级回收的成功,也证明第五次发射的一级回收绝非偶然。 SpaceX将“筷子”解决方案迭代到稳定可用的地步。
此外,在本次任务中,SpaceX还缩短了火箭回收后释放残余推进剂的时间,以便火箭能尽快“插”回发射台。
根据媒体此前披露的计划,本次回收的第一级经过检查和整修后,可能会在后续试飞中再次尝试发射,以验证星舰第一级的可重复使用性。
事实上,本次发射的第一级火箭已经安装了从第五次发射(编号为314)回收的“猛禽”发动机。这是发动机首次在星舰发射中重复使用。
马斯克本人证实314号猛禽发动机被重复使用 | X 截图
V2版星舰首次亮相,全面升级
“筷子火箭”的成功再次令人惊叹,但首飞的新V2版星舰飞船原本才是本次发射的最大亮点。虽然外观看上去只是增加了2米,并增加了不锈钢管段,但内部却已经焕然一新。
实际V1和V2星舰的比较。左边的V2版本稍微高一些。
前翼
在最初的几次试飞中,工程师们发现了一个严重的问题:当星舰飞船重新进入大气层时,前翼表面会承受极高的热量,甚至被烧穿。
为了解决这个问题,V2版本的前翼进行了大胆的创新:不仅尺寸更小,位置也更靠前,而且还整体移至了下风侧。
V1和V2版本前翼迎风面对比|星舰凝视者
这样的设计使得前翼在重返大气层时能够更好地“隐藏”在二级火箭体的背风面,显着降低热流冲击程度。
SpaceX 再入技术负责人拉尔斯·布莱克摩尔 (Lars Blackmore) 公开表示,设计前翼花了几个月的时间。理论上来说,新翼比旧版要好,但这还需要实践检验。
推进系统
V2版星舰的副推进剂用量增加了25%,从1200吨增加到1500吨。
输送推进剂的隧道管道装有真空夹套,以增强其隔热能力。
为猛禽发动机的真空版本配备新的推进剂输送系统,并改进控制管道阀门和传感器的航空电子系统,使其能够执行长时间在轨任务。
从之前的PPT可以明显看出二次推进剂装填量增加了300吨 |太空探索技术公司
星链经销商
虽然星舰S33高了2米,但由于推进剂箱大幅增加,装载空间却有所缩小。考虑到Starship短期内主要用于发射自己的星链卫星,这种权衡是值得的。
各个版本星舰的副推进剂箱设计,V2版本明显更大 |宾果博卡
为了释放模拟星链卫星,星舰装载舱配备了星链格子、运输和释放装置,可以让扁平状的星链卫星像赌场发牌的人一样一一滑出舱口。
该系统将为星链在后续星舰上大规模部署奠定基础。
像打牌一样部署星链 |太空探索技术公司
航空电子设备
考虑到未来的星舰将执行更复杂的任务,例如为轨道上的其他星舰加油或返回发射场着陆,工程师几乎重新设计了整个控制系统,并增加了更多的功能和冗余。
新版本的星舰配备了更强大的飞行控制计算机、集成了星链、GPS和备用射频通信功能的一体化天线。它还具有重新设计的导航系统以及智能电池和电源管理系统。
工程师们在星舰上增加了30多个高清摄像头,让地面控制人员能够实时监控发射过程的每一个细节。
借助星链系统,星舰在发射的各个阶段都可以传输超过120Mbps的实时高清视频和遥测数据,为SpaceX的快速迭代提供了宝贵的工程数据。
热保护系统
V2 Starship使用了最新一代的隔热瓦,并增加了备用层,以防一些隔热瓦丢失或损坏。
在本次发射过程中,SpaceX还特意拆除了部分表面隔热瓦,对星舰易损区域的热防护性能进行压力测试。
S33的保温瓦,可以看到部分保温瓦被刻意减薄,以测试底层备用保温瓦 |星际冲浪者
一些区域还使用了新型金属隔热瓦,有些区域还具有主动冷却功能。 SpaceX希望通过这次试飞来看看这种新材料能否在航天器返回大气层时提供足够的保护,并可能在未来用它来替代现有的隔热瓦。
星舰侧面还安装了非结构性、非承重的二次捕获钩,以测试此类突出部件在重返大气层时的热防护性能。
此外,还对隔热瓦边缘进行了抛光和收窄处理,解决了第六次发射测试再入大气层时观察到的热点问题。
二次添加突出的挂钩,并覆盖绝缘瓷砖|美国宇航局太空飞行
这次试飞原本是要延续第六次发射的做法,进行一次“极限挑战”——当星舰重新进入大气层时,会刻意选择一条相对“陡峭”的轨迹。在这种情况下,星舰的机翼表面将承受最大的空气动力压力,这可以帮助工程师计算出星舰可以承受多大的再入压力。
这种看似冒险的测试实际上非常有必要,为后续的常规发射确定一个可靠的“安全间隔”。
就像汽车制造商测试车辆的极限性能一样,只有清楚地知道安全边界在哪里,工程师才能为日常任务保留足够的安全余量。
可惜的是,第一次飞行的二代星舰还没能走到这一步,就被炸毁了。
卫星还必须放置在亚轨道上
本来,这次发射还有一个看似“不合理”的环节:释放10颗模拟星链卫星。
由于测试发射轨道仍然是绕地球运行一周的跨大气层亚轨道,因此释放的10颗模拟星链卫星将不会真正进入轨道。相反,它们将重新进入大气层并沿着类似于星舰第二级的轨道燃烧。
为什么 SpaceX 如此急于在亚轨道飞行上进行这项测试?
答案与SpaceX星链业务的快速发展密不可分。
截至2024年底,星链已销售终端460万台,用户遍布96个国家和地区。尤其是随着“手机直连”业务的发展,用户数量呈现井喷趋势。作为SpaceX目前最大的收入来源,星链业务的增长速度已经远远超过了现有发射能力的极限。
尽管SpaceX的猎鹰9号火箭将每年的发射频率提高到了惊人的140次,但仍然难以满足星链卫星的更新和扩展需求。
目前猎鹰9号发射的V2迷你版星链本质上只是由于运输能力不足而临时过渡的产品——真正的“全功能版”星链卫星功能更强,但体积更重、体积更大。 ,只能由星舰发射。
猎鹰9号发射频率近年来快速提升,但仍难以满足星链需求 |太空探索技术公司
新一代星链已正式命名为V3星链。每颗卫星可提供高达1Tbps的下载速率和160Gbps的上行速度。
SpaceX 表示,后续每次星舰网络发射都将提供 60Tpbs 通信带宽,这意味着一次发射可部署 60 颗(有人说 54 颗)V3 Starlink 卫星。
据传,单颗V3星链卫星的重量在1.5吨至2吨之间,60颗星链卫星的总重量至少为90吨。如果星舰能够一次性发射这么多V3星链,意味着V2版星舰在可回收状态下确实可以达到100吨的近地轨道运载能力。
星链S33发布端口 | StarshipGazer.com
目前,SpaceX已经部署了近7000颗星链卫星,但受限于单星平台的能力,其总带宽为350Tbps。星舰交付V3星链后,单次星舰发射可提供60Tbps,效率提升显而易见。
星舰在再入大气层时能够提供高清黑障直播,并能实时下载大量测试数据,这一切都离不开星链系统的支持。星舰的成熟将成为星链V3版本的助推器。两人堪称绝配,并成就了彼此的成功。