星舰简史
位于博卡奇卡的这架120高的星舰原型机,是经过四年的开发和十几代较小的原型机的研制而成的。
今年商业太空领域最受期待的事件之一,是SpaceX的星舰首次轨道飞行。这枚火箭旨在未来将人类送往火星。
自去年2月以来,一架120米高的星舰原型机,已经在SpaceX的“星舰”测试场地(位于德克萨斯州博卡奇卡)的发射台上反复出现,据SpaceX最近透露,首次飞行可能会在本月就要发生。
什么是星舰,为什么它如此重要?
星舰是一种由助推器和上层舱组成的两级火箭,能够搭载乘客和货物。其结构类似于普通的火箭,但尺寸要大得多。当完全堆叠时,星舰高度达120米,相当于一座40层楼高的建筑。
现在在博卡奇卡站立的原型机名为SN24+B7(“SN”代表“序列号”),它是经过四年的开发和十几代不同配置的小型原型机的研制而成的。
NASA也密切关注星舰的进展,计划使用星舰作为阿尔忒弥斯任务中的月球着陆器。SpaceX获得了NASA超40亿美元的合同,一次无人登月,两次载人登月。
星舰的简要制造历史
SpaceX最初于2019年初开始研发星舰,并通过一个名为星虫(Starhopper)的19.8米高的原型机进行了早期测试。
根据SpaceX首席执行官埃隆·马斯克的说法,Starhopper第一次尝试升空时只上升了1米。升空的幅度很小,在测试的视频镜头中几乎看不到。
到了那年8月,由一台火箭发动机驱动的星虫已经能够飞行到150高的空中,这促使SpaceX建造更大的原型机。
该公司又用了一年时间,使用SN5原型机飞到150米。在2020年末,SpaceX推出了SN8原型机,飞到12.5公里。
在2020年12月至2021年5月的六个月时间里,SpaceX测试发射了五个星舰原型机,飞行高度为10公里。
其中四个在飞行的各个阶段都发生了爆炸。由于全球大部分地区因COVID-19封锁在家。每次星舰测试飞行,SpaceX的直播都吸引了数百万观众在线观看。
接着,随着SN15成功着陆,星舰的飞行突然停止。尽管SpaceX频繁地暗示其下一次飞行日期,但已经有近两年没有进行飞行测试。
下一次星舰测试将瞄准地球轨道,该轨道始于海平面上方约100英里(167公里)。在尝试星际飞行之前,很可能需要进行更多的原型机测试,但轨道测试将告诉我们当前版本是否准备好进行不那么雄心勃勃的太空任务,例如将宇航员送到国际空间站。
截至目前为止,已经建造和测试的每个星舰原型机:
2019年4月3日:星虫(Starhopper)原型机在一次绑定测试中爬升了1米。
2019年11月20日:一款更大的原型机Mk1被建造。但在低温压力试验(也称为压力应力试验)期间,它的顶部爆炸,使其无法用于试验飞行。
2020年5月29日:在两个更多的原型机SN1和SN3在地面测试中爆炸后,SpaceX终于在SN4上取得了成功,并用它进行了五次静态点火测试,直到在最后一次测试中爆炸。
2020年8月5日:星舰原型机SN5成功进行了一次高度为150米的飞行,并降落在附近的平台上。
2020年12月9日:SpaceX跳过了SN7,推出了SN8,这是第一个带有鳍和鼻锥的星舰原型,它被设计用于达到更高的高度,即10公里。在一次测试飞行中,SN8成功飞到了12.5公里,但下降速度过快,在降落时爆炸。
2021年2月2日:在第二次高空尝试中,SN9飞到了10公里高空,但因为其中一个发动机未能正常点火而在着陆时坠毁。
2021年3月3日:SN10 在测试中近乎完美完成10公里的飞行,但在着陆时腿部受损,导致火箭向一侧倾斜并在着陆几分钟后爆炸。
2021年3月30日:SN11 再次成功飞升至10公里,但在下降过程中在空中爆炸。
(SpaceX 跳过了 SN12、SN13 和 SN14。)
2021年5月5日:SN15终于成功完成了10公里高空飞行,并成功着陆。
SN15是星舰原型机第五次高空飞行测试。测试中,SN15升空、转换推进剂、并重新定位以进行再入和受控的空气动力学下降,猛禽发动机重新点火以执行着陆翻转机动,然后成功着陆。
这些测试飞行有助于改善SpaceX对完全可重复使用的运输系统的理解和开发,该系统旨在进行长期星际飞行中运送船员和货物,帮助人类重返月球,前往火星及更远的地方。