历史首次!SpaceX成功回收星舰飞船,绕地球14圈后精准入库
闻乐 发自 凹非寺
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历史首次!SpaceX真把从太空回来的星舰给接住了!
SpaceX第15次星舰试飞,成功完成一项前所未有的操作:
星舰上面级飞船从轨道返回地球,并由发射塔上的机械臂成功捕获。
而且,这艘飞船已经在太空里绕地球转了整整14圈,飞行超过22个小时。
看这最后几秒,真的有点离谱。
厚厚的云层中,这艘巨型飞船缓缓下降,眼看就要接近地面,尾部突然喷出强劲火焰。
紧接着,船身迅速翻转,调整为竖直姿态,朝发射塔靠近。
塔架上两只巨大的钢铁机械臂早已准备就位,飞船一点点下降,进入机械臂之间。
不得不说,这画面相当震撼。
虽然这已经不是SpaceX第一次用机械臂接火箭了。
但这一次,被接住的是星舰上面级,也就是真正进入轨道、绕地球飞行后返回的飞船本体。
不过,SpaceX原本计划同时回收的一级助推器,在返航途中出现异常,最终在墨西哥湾上空解体。
这次任务代号Flight 15,从美国得克萨斯州的Starbase基地发射。
当地时间11月13日下午5时47分,整套星舰火箭点火升空。
随着33台猛禽发动机启动,超重型助推器托举着星舰上面级向高空爬升。
两分多钟后,两级火箭完成热分离。助推器开始准备返航,星舰上面级则继续加速进入轨道。
飞船此次的计划飞行高度约为275公里,要绕地球飞行14圈,等第二天再返回发射场。
此前,SpaceX已经多次尝试让星舰上面级从高空返回,并在预定海域完成受控溅落。
而这次任务的目标难度高得多:完成轨道飞行之后,直接飞回发射场,最后由机械臂捕获回收。
星舰上面级入轨时速度达到数公里每秒,想要平安回来,需要先进行离轨制动,再穿越大气层,一步步把超高速度降下来。
高速再入过程中,飞船前方的空气受到剧烈压缩,迎风面会承受极高温度,铺满船体的隔热瓦就是飞船的防护核心。
SpaceX此前针对隔热系统做过多轮调整,一些区域增加了防止隔热瓦脱落的固定措施,部分位置还使用了弧面瓦片设计,试图减少高温气体从缝隙进入的风险。
但就算隔热系统扛住再入高温,后面还有高精度动力着陆这一关。
海面溅落有很大的容错空间,但发射塔机械臂的捕获窗口极其狭小。
星舰必须同时控制好位置、速度和姿态,才能让机械臂承载住飞船。
在完成约20小时的飞行后,地面团队完成最后一轮返航检查,放行执行返回流程。
星舰继续在轨道上飞行,直到第14圈结束前,启动一台猛禽发动机完成离轨制动。
随后,飞船进入大气层,沿预定航线返回得克萨斯州海岸。
临近着陆阶段,三台猛禽发动机重新点火,执行着陆翻转与减速。
飞船调整为竖直姿态后,发动机数量依次从3台减少至2台、1台,持续控制下降速度与位置。
与此同时,发射塔Mechazilla的两只机械臂已经摆好捕获姿态。
星舰缓缓落进机械臂之间,成功被托住。
从点燃着陆发动机到完成捕获,整个过程只用了约18秒。
助推器返航异常,双回收计划落空
SpaceX原本计划在本次试飞中,让超重型助推器和星舰上面级分别返回发射场,实现两级捕获。
助推器在火箭起飞阶段负责提供主要推力,将上面级送上高空。
但它在返航阶段出现了异常。
完成热分离后,助推器通过返航点火改变飞行方向,准备重新飞向Starbase。
按原定计划,助推器只需在起飞约6分半后就能完成捕获。
根据试飞后的信息,超重型助推器返航点火时,33 台猛禽发动机里有 32 台正常启动。
随后,返航点火提前结束,助推器未能保持符合发射塔回收要求的飞行状态。
机载制导、导航与控制系统检测到异常后,自动取消了捕获流程。
助推器转而前往墨西哥湾预定的海上区域。
在最后的下降过程中,助推器仍然执行了着陆点火,尝试控制下降速度。
但发动机关闭后,飞行终止系统(FTS)触发,助推器在在墨西哥湾海域上空解体。
△图源:Space.com
值得注意的是,Flight 15使用的是新一代Super Heavy V3助推器。
虽然SpaceX此前已经完成过三次助推器机械臂捕获,但使用的是早期版本的硬件。
这次则是V3版本首次尝试返回发射塔并进行捕获回收。
SpaceX表示,故障发生后,放弃捕获、转向海上应急的这套程序按设计正常执行。
至于造成助推器飞行异常的具体原因,仍需进一步调查。
参考链接:
[1]https://www.spacex.com/launches/starship-flight-15
[2]https://x.com/VraserX/status/2121722030575751356
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