SpaceX星舰抵达太空,然后变成了火球

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划重点

01SpaceX成功将星舰火箭送上太空,但本次任务未计划进入轨道,因此飞船在返回地球时未能安全重返大气层。

02星舰在地球上空巡航约71米,企业创始人埃隆·马斯克在社交媒体上表示“祝贺SpaceX团队!”

03由于助推器未能按计划在墨西哥湾海面软着陆,SpaceX表示本次持续时长超越以往测试,获得了丰富的数据。

04除此之外,星舰在飞行过程中成功泵送了11吨过冷液氧,旨在未来在两艘在轨星舰之间构建推进剂传输系统。

05SpaceX将继续进行更多试飞,为日后更多发射活动铺展道路,同时加速星舰计划。

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在美国得克萨斯州的布朗斯维尔市(Brownsville),SpaceX的星舰(Starship)火箭从该公司星际基地(Starbase)发射升空。图源:BRANDON BELL, GETTY IMAGES
撰文:Joe Pappalardo
一个清晨,SpaceX首次将星舰——全球最大的火箭——送上太空,并目睹它返回地球,只不过已经支离破碎。
3月14日早上,这艘无人飞船从得克萨斯州博卡奇卡(Boca Chica)的SpaceX星际基地发射升空。星舰长约50米,计划于未来某日载着NASA宇航员登陆月球。它与被称为助推器的贮箱分离,随后向东南方向弧线进入太空。
越过非洲东部海岸上空后,星舰开始下降,以五倍于音速的速度穿过大气层,形成了一层过热等离子体。要不是有隔热瓦保护,飞船表面将因此变形。
飞船抵达了太空,但本次并未计划进入轨道,因此,在返回地球并于目标位置着陆的任务中不需要发动机工作。(SpaceX在当日飞行中取消了这一测试。)就在SpaceX指挥中心失去信号前,机载相机拍摄到飞船利用自身叫做“栅格翼”的小型机翼以超音速转向飞行。
这艘星舰未能安全重返大气层、按计划执行印度洋海面俯冲软着陆。SpaceX称这是“非常成功的一天。”
这是星舰的第三次试飞,无疑也是最成功的一次。星舰直播在线观看人数达到了370万。“星舰达到了轨道速度!”当星舰在地球上空巡航,企业创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)在其社交媒体平台X上写到,“祝贺SpaceX团队!”
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SpaceX对火箭进行了多种用途的测试,最大的目标是未来载人前往火星。图源:JOHN KRAUS
搭载燃料贮箱
助推器未能按计划在墨西哥湾海面软着陆。当飞船升空时,高约71米的助推器成功在1分钟内点火13台发动机,调整自身以按计划着陆。未来目标是让这些空助推器自身在发射台的软着陆,从而为助推器的再次使用节省时间。
14日的计划要求发动机在接触水面前点火以使直立火箭轻缓入水,但点火后不久,机载相机便开始转动,信号很快就被切断了。SpaceX确定助推器已丢失,但同时承认:本次持续时长超越以往测试,获得了丰富的数据。
在航空过程中,星舰两个内部贮箱之间泵送了11吨过冷液氧,这项测试诱人心弦,其目的是未来在两艘在轨星舰之间构建推进剂传输系统。
若无法实现推进剂在轨传输,星舰将无法飞往月球。NASA的阿尔忒弥斯3号任务欲在月球建立人类定居点,星舰将负责把NASA宇航员送往月球表面。乘员将通过NASA太空发射系统和目前仍在开发中的猎户座太空舱(Orion capsule)抵达月球,然后在位于月球轨道的空间站转乘星舰,往返于月表。
SpaceX被雇佣搭载NASA宇航员,不过该企业的目标是有朝一日在火星上建立殖民地,由星舰播种并提供支持。其他更近期的用途包括在地球上的航空港间进行半小时货物运输,以及充当大型卫星分配器。在星舰飞行期间,其有效载荷舱门也能够打开和关闭,这是释放卫星和深空探测器所必需的。
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星舰质量超过5000吨,是有史以来最大的飞行器。这艘火箭未能平安着陆,只实现了部分成功。图源:CHENEY ORR, REUTERS/REDUX
从试验与失误中学习
SpaceX采用了一套特别的航天方法:该企业进行试飞时从不节约火箭。其他航天公司及NASA在投入实际测试前,都会建造至臻完善的一次性飞行硬件。SpaceX则不然,它总是发射为死而生的模型原型。为防不测,SpaceX在发射前的一场报告中说:“每一场试飞都只是一场测试。它们不是在实验室或测试台上进行的,而是将飞行硬件置于航天环境中,以最大程度从中学习。”
结果充满戏剧性,而且相当激烈。2023年4月,首次星舰集成系统发射因各级分离失败而告终,起飞4分钟后自毁。据美国鱼类及野生动植物管理局(U.S. Fish and Wildlife Service)说,爆炸使混凝土碎片落在了距离发射台10千米以外的野生动物保护区。2023年11月,第二次试飞进行了到了级间分离阶段,实现了巨大的进步,但在预计于墨西哥湾着陆的过程中,助推器爆炸了。8分钟后,在149千米的高空,星舰上级着火并在排出过量液态氧时爆炸。
这些试飞发生后,美国联邦航空管理局(U.S. Federal Aviation Administration,FAA)要求SpaceX进行安全整改,SpaceX已遵照执行,并列出了整改项目,包括“在未来星舰飞船上更改硬件以改善泄漏问题、提高防火能力、改进与推进剂排放有关的操作以增加可靠性。”上周三(3月13日),FAA颁布了关于此次发射的许可,称“SpaceX符合所有安全、环境、政策和财务责任要求。”
本次试飞为日后更多发射活动铺展了道路,也表明SpaceX星舰计划正在加快步伐。2月23日,FAA商业航天运输部主管开尔文·科尔曼(Kelvin Coleman)告诉记者,仅今年一年,SpaceX就申请从得克萨斯州南部的星际基地进行9场试飞。“发射数量相当大,”科尔曼说,“我们一直在与SpaceX昼夜不停讨论,携手尝试解决问题。我们投资了这家企业,因此需与其合作,让他们尽快回复运作。”
星际基地的未来从未确定。2022 年,埃隆·马斯克对一群记者说,得克萨斯州南部的航空港很可能只用于试飞,而不会担任实际任务。而自那时起,除了按计划在佛罗里达州建造星舰发射场,SpaceX 还在星际基地建造了另一个发射台,计划将其用于执行实际任务。此外,该公司还计划建造一座耗资 1 亿美元的综合办公楼、新员工宿舍和一座新工厂,用于在海滨场地制造火箭的上下级。
在星际基地扩建计划确定之后,工作人员似乎在航空港装上了新标牌,上面写着“通往火星的门户”。随着本次试射成功和星际基地星际任务准备计划的进行,这个志向远大的名称比以往任何时刻都更接近现实。
(译者:绿酒)