打开APP

542天星舰试射5次,为了省钱马斯克用了多少黑科技?

这次接住推进器的塔,马斯克称为“金属哥斯拉(Mechazilla)”,塔身高度达到了121米,顶部拥有两个巨大的金属手臂,被SpaceX叫做“筷子”,可以用来接住火箭助推器。

前两天robotaxi发布引来大家一顿嘲讽,没想到刚隔了2天,马斯克的星舰成功发射,再次证明了他在火箭发射上的遥遥*。

想必大家都看过这第五次试飞的高光时刻——筷子接火箭的场景,乍一看和火箭发射倒放差不多。

SpaceX在当地时间10月13日上午8点25分,位于得克萨斯州的星港发射场,对星舰进行了第5次试飞。这次试飞的主要目标是验证超重型助推器的返回和重复使用能力——

从结果上来看目标成功完成。

大家都知道,星舰系统最重要的一个目标,就是实现火箭的重复发射,也就是尽可能的降低火箭发射的成本。

之前火箭回收的方案其实已经相对成熟了,比如可以借助起落架直立降落猎鹰9号,在2020年已经安全着陆23次,但马斯克觉得这种方案成本还是太高。

两种回收方式比较

想要火箭飞得远载货量大,那就尽可能减少除了燃料外的重量,猎鹰的回收支架太重了。

沃尔特在《马斯克传》中写道:

马斯克问:“我们为什么不能试着用塔架捕获火箭呢?”他指的是在发射台上固定火箭的那座塔架。马斯克已经想出用它来堆叠火箭的办法:塔架上有一组机械臂,可以抓取*级助推器,将它放在发射架上,再抓取第二级航天器,将它放在助推器上。现在他提出建议:当助推器返回地球时,这些机械臂也可以用来接住它。

当一个粉丝问他为什么不直接用起落架时,马斯克回答:“起落架当然可以,但*的零部件就是没有零部件。”

这次接住推进器的塔,马斯克称为“金属哥斯拉(Mechazilla)”,塔身高度达到了121米,顶部拥有两个巨大的金属手臂,被SpaceX叫做“筷子”,可以用来接住火箭助推器。

用“金属哥斯拉”来形容再合适不过了,因为它要接住的是个大家伙——星舰Super Heavy助推器。

Super Heavy是星舰系统的*级,高度为69米,直径为9米,空重200吨,满载重3600吨,是有史以来*最强大的火箭一级。

不但重,降落距离也高。发射后,在大约70公里的高度,星舰与助推器分离,并分别返回陆地。

这个方案就好比用手抱住从天上掉下来的电线杆子,有一个失误就会造成灾难。

马斯克在火箭发射上,采取了一种叫“炸了就炸了”的设计方式,具体来说:迅速制成火箭和发动机原型,进行测试,炸毁,修改,再次尝试,直到最后做出能用的东西。

快速推进,把试验品炸掉,然后重复这一过程。

一切的目标都是为了降低成本这一个*目标,像用“筷子”夹火箭只是众多惊险验证中的一个,我们不妨回顾一下,前四次发射都实现了什么目标。

从2023年4月20日星舰首次试射,到2024年10月13日,短短1年半的时间,星舰共试飞了5次,最短的一次间隔只有84天(第3-4试射)。

第1次试飞(2023年4月20日)

验证火箭结构设计合理性

*次试飞也是星舰系统的首次完整飞行,目标是验证星舰及其超重型火箭助推器的设计合理性,说人话——

咱们设计的火箭首先得飞起来再说。

这次试飞结果不尽人意。

火箭发射也遵守最基本的物理规律:力大砖飞,发动机越多,飞得越远。星舰的助推器一共密密麻麻地安装了33台猛禽发动机,是目前人类并联发动机数量最多的火箭。

发动机一多,会带来振动、结构、散热、可靠性等一系列问题,因此一般火箭都避免并联如此多的发动机,但马斯克却知难而上,然后就爆炸了。

发射初期,33台猛禽发动机点火,其中大部分成功工作,火箭顺利飞离发射台。然而,发射过程中有6台发动机相继失效,这导致火箭失去部分控制。虽然火箭在升空4分钟后达到约39千米的高度,但由于失控,系统在安全机制启动下引发火箭解体。

第2次试飞(2023年11月18日)

验证改进措施的可行性

炸了就炸了,第二次不炸就好。在*次试飞后的改进措施实施后,第二次试飞旨在验证这些调整是否有效。此次发射的主要亮点是33台猛禽发动机的成功点火,说明发动机的并联控制已经取得进展。

除了发动机正常运作外,第二次试飞还验证了级间热分离技术——星舰飞船与助推器还未分离时就点燃其发动机,废气从新的排气系统中排出。然后,飞船才会与“超级重型”助推器分离。

我们应该都看过阿波罗火箭发射的动画,火箭推进都是一级一级泾渭分明,等上一个火箭助推器彻底分离后,下一个助推器才启动。但星舰却要在还未完全分离时就启动。

第二级星舰飞船在尚未与*级超重型火箭分离前就开始启动三台真空猛禽点火,而不是像之前设计的一二级分离后才点火,无疑这是星舰第二飞过程中最危险的。非常考验热分离环的热防护能力、结构应力、冲击波承受力。

与传统的火箭分离技术相比,热分离技术可以减少分离时火箭的速度损失。

其意义在于,能用更少的燃料把火箭推进太空,也就意味着火箭有更大的空间运载其它物品,这一指标被称做“入轨载”,据称这一设计可提高10%的入轨载。

好在,热分离成功进行,星舰没有在这一步爆炸,在回收时候才进行烟花秀。

第3次试飞(2024年3月14日)

验证星舰入轨能力

第三次试飞旨在进一步验证星舰的轨道飞行能力。这次发射的关键在于超重型助推器的成功热分离,并尝试了返回点火。然而,由于姿态控制失误,助推器在返回阶段未能成功软着陆,最终坠海。

虽说最后还是失败了,但起码从太空绕了一圈回到了地球。

星舰在成功热分离后顺利进入预定轨道,并进行了多个重要技术演示,包括有效载荷舱门的开启与关闭测试、推进剂转移演示,以及再入大气层的部分验证。然而,在任务后期的离轨点火操作中,系统出现问题,星舰未能成功完成整个任务,最后通过自毁程序销毁。

第3次试飞基本上解决了星舰发射问题,接下来考虑的就是如何回收。

第4次试飞(2024年6月6日)

展现星舰回收能力

第四次试飞的重点是验证星舰和超重型助推器的回收能力,先别管能不能接住,安全回来再说。

星舰发射几分钟后,火箭助推器成功在墨西哥湾软着陆,这也是SpaceX首次将助推器完好无损地回收。

而星舰在绕地球半圈后,成功重返大气层并在印度洋着陆。

在航天领域,“软着陆”指的是航天器通过专门减速装置,如降落伞、推进器或大气层摩擦等,逐渐减速,最终以较小的速度安全着陆到地球或其他星球表面的过程。

对于其他火箭来说,软着陆就是自由落体的慢一点,准一点,别把火箭里的航天员摔伤了,设备摔坏了。而对于SpaceX的星舰来说,不但要慢,还要精准控制,毕竟要精准地挂在火箭发射塔上。

星舰通过前后翼面与发动机的协同操作,顺利完成了落水前的翻转机动和着陆燃烧,并最终在印度洋上实现了软着陆。

这次试飞标志着星舰的飞行和回收系统进入了新的成熟阶段。

然后就是这一次,不光能安全落地,还能落在指定的架子上。

马斯克的星舰系统的最终目标是将人类送上火星,从目前试射情况看下来,感觉用不了几年就能去火星打工了。但实际上,影响*的还是在商业航空领域。

星舰的“筷子回收术”并不是单纯拿来炫技,真正的目的是回收再利用助推器,削减成本,把星舰发展成星际大巴车。

当发射成本降低后,无论是商业卫星、航天旅行都将成为可能。在今年3月5日,政府工作报告中还将商业航天看作新增长引擎。

不知道星舰的广告位多少钱一个,炸了能不能退钱。

【本文由投资界合作伙伴远川研究所授权发布,本平台仅提供信息存储服务。】如有任何疑问题,请联系(editor@zero2ipo.com.cn)投资界处理。

相关资讯

航空航天数据总览

最新资讯

热门TOP5热门机构 | VC情报局

去投资界看更多精彩内容
【声明:本页面数据来源于公开收集,未经核实,仅供展示和参考。本页面展示的数据信息不代表投资界观点,本页面数据不构成任何对于投资的建议。特别提示:投资有风险,决策请谨慎。】