SN15 不负众望,打破了星舰原型试飞屡屡失败的局面.
 

SpaceX 星舰飞船原型,在经历过 4 次高空试飞爆炸后,终于成功了!

 

北京时间 2021 年 5 月 6 日早上 6:24 左右,美国得克萨斯州博卡奇卡(Boca Chica)测试基地,SpaceX 的第五艘完整配备头锥、襟翼的飞船原型机 SN15 正式开启 10 KM 高空试飞。

 

 

上升至一段高度,三台猛禽发动机逐一关闭。

 

 

接着进行姿态调整腹部冲下,在「主动空气动力学」控制下,通过四个襟翼的独立运动向地面飘下,此时测试已持续了近 5 分钟。

 

 

5 分 45 秒左右,发动机再次点燃,SN15 调整至垂直状态,完成了关键姿态测试,“神龙摆尾”再现。鉴于前几次的经验,接下来稳着陆将是本次测试成功的关键。

 

 

6 分钟左右,SN15 终于不负众望,落在约 360 米的着陆台上。

 

 

Elon Musk 通过推特官宣 SN15 着陆成功,至此,SpaceX 星舰项目实现了阶段性突破。

 

 

1、「四飞四炸」后,星舰大改造

大约一个月前,Elon Musk 在推特中提及了 SN15。

 

北京时间 2021 年 3 月 30 日 21 时左右,SN11 在浓雾中迎来了测试,但很不幸,SN11 最终不仅爆炸了,还炸得神不知鬼不觉。

 

 

测试结束后没多久,Elon Musk 就放话:

 

SN15 将在几天内运到测试台。它在结构、航空电子/软件和引擎等方面的设计上有数百处改进。希望这些改进能解决问题,要是解决不了,那就多花几天时间再改装。
 

 

按 Elon Musk 的说法,SpaceX 要对星舰做出一番大改造——其实这并不难理解,星舰原型机试飞「四飞四炸」,项目进展不顺,团队面对各方言论自然压力不小,或许按着以往的思路逐步改进,已经不能解决问题了。

 

为何会「四飞四炸」,大致原因如下:

 

SN8 未成功着陆:飞船头部的燃料罐压力较低导致发动机推力不够,而着陆速度较快。

 

SN9 未成功着陆:三台发动机中仅一台点火工作,导致推力不够。

 

SN10 着陆 8 分钟后突然跳起原地爆炸:原因依然在于发动机推力不够,同时六个着陆腿中三个都没有完全伸展开,即便顺利着陆,但 SN10 又在地面反弹了一下,导致内部管路损坏燃料泄漏,因此着火爆炸。

 

SN11 未成功着陆:据推测,甲烷泄漏造成起火、电子设备损坏,导致整个 SN11 爆炸。

 

那么,既然已经失败了四回,也决定直接放弃 SN12、SN13、 SN14 的安装、测试工作,SpaceX 对 SN15 做出了哪些改进?

 

雷锋网注意到,不久前油管 What about it!? 频道主要从外观入手,对 SN10 和 SN15 进行了一番简要比对。

 

一是头锥部分:

排气孔位置改动;

 

吊装部分延长(可以节省装卸时间);

 

前襟翼空气动力结构有变化,和舰体结合更流畅。

 

 

二是整体看上去更为成熟的舰体部分:

表面增加了不少孔洞(作用尚不清楚);

 

增加了星链测试天线;

 

多了不少 V 形焊接标记,且很多焊接标记的位置发生了变化(据推测包括发动机在内的多个结构有变动);

 

管路有大变动(据推测其中一条管路专门用于解决头部燃料罐压力问题);

 

传感器位置有变动;

 

襟翼在外部看来有很大的变化,下方出现了一根连接铰链;

 

原本的银色隔热材料被换成了电缆,且位置更加靠左。

 

 

综合上述观察,What about it!? 频道认为,SN15 的高空试飞将是史诗级的任务。

 

 

2、星舰获官方认可,SN15 意义不凡

SN15 的特别之处不仅在于硬件方面的数百处改进,它同时也是在面对激烈的外部竞争时 SpaceX 证明能力的最佳方式。

 

当地时间 2021 年 4 月 17 日,NASA 官宣:SpaceX 赢得了价值 28.9 亿美元的合同,将负责阿尔忒弥斯登月计划,2024 年重返月球。

 

 

NASA 表示:

 

我们选择在火箭、卫星领域有着强大技术实力的 SpaceX 提供技术和设备支持。
 

值得关注的是,为实现载人登月,SpaceX 想到的一种运载工具正是还在开发中的星舰。

 

在 NASA 看来,星舰由 304L 合金制成,高 50 米、直径 9 米、重达上百吨、推力多达 600 多吨,堪称「飞行怪兽」。一方面,星舰能为宇航员提供宽敞的环境;另一方面,其运载能力强大,能带大量实验器材上月球,也能带回更多样本。

 

因此,SN15 是这一重大决定宣布之后首个进行高空试飞的飞船原型,其试飞的重要性可见一斑。

 

实际上,这一决定也意味着 SpaceX 击败了 Blue Origin(蓝色起源)和美国国家安全技术公司 Leidos 旗下的军事&太空承包商 Dynetics 两个对手。

 

基于此,Blue Origin 和 Dynetics 均向美国政府问责局(GAO)提出强烈抗议,两家提交的抗议文件一个长达 50 页,一个长达 61 页——目前 NASA 发言人 Monica Witt 表示,GAO 在对抗议作出裁决之前,先暂停执行与 SpaceX 的合同。

 

不过,SN15 不负众望,打破了星舰原型屡屡失败的局面,也算是争了口气。

 

从以往的表现来看,虽然星舰项目还在一步步突破中,但 SpaceX 对于 Blue Origin 和 Dynetics 来说仍是一个难以打败的对手。

 

上文提到,SN15 舰体部分增加了星链测试天线。也就是说,SpaceX 希望将星舰与星链两大业务做结合,未来星舰或许将实现用星链传图像和数据,而这一想法也已获得了官方认可——当地时间 2021 年 4 月 28 日,FCC 批准了 SpaceX 在星舰上使用星链终端的申请,有效期为 4 月 28 日-6 月 28 日。

 

 

据推特网友 BocaCharts 的统计,星舰飞船原型迭代周期已从最初的 40 余天缩短至目前的 20 余天,这证明了 SpaceX 团队的高效率。

 

 

正如 Elon Musk 所言:

 

这是创造快速、完全可重复使用轨道火箭的唯一方法,是「生命多星球化」所需的基本技术革命(Only way to create rapidly & fully reusable orbital rockets, the fundamental technology revolution needed to make life multiplanetary)。
 

 

愿星舰项目顺利推进。

 

引用来源:

https://www.youtube.com/watch?v=8c4Z6Iv2A8E

 

https://www.youtube.com/watch?v=z9eoubnO-pE

 

https://mp.weixin.qq.com/s/RzXvuz63-ill7UH4npd9-Q

 

https://twitter.com/BocaCharts/status/1390077121402482696

 

https://www.nasa.gov/press-release/as-artemis-moves-forward-nasa-picks-spacex-to-land-next-americans-on-moon/