星舰呼啸升空,但未能安然返回,不过SpaceX公司向着将NASA宇航员送至月球的目标又进了一步。

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从得克萨斯州布朗斯维尔的SpaceX公司星际基地发射升空的SpaceX星舰火箭

在全球最大型火箭的一次凌晨发射中,SpaceX公司首次将星舰送入太空,并见到它的返回,然而是以碎片的面目返回地球。

当地时间3月14日凌晨,这艘未载人的、将在未来某一天让NASA宇航员登陆月球的航天器从SpaceX公司位于得克萨斯州博卡奇卡的星际基地升空。长达50米的星舰舰体与燃料耗尽的燃料箱(被称作推进器)相分离,沿着东南方向飞入太空。

星舰飞掠过非洲东部海岸后,开始下降,以五倍音速穿过大气层,产生过热等离子体鞘层。假如航天器没有保护性的隔热瓦,就会因此解体。

航天器抵达太空,但目的不是要进入轨道,因此无需引擎燃烧就能返回地面,在目标地点着陆。(SpaceX公司在今天的飞行进行中取消了这种测试。)航天器利用名叫“网格鳍”的小机翼以高超音速调整姿态,星舰上的摄像机在SpaceX任务控制团队失去信号之前捕捉到了这一幕。

星舰在再入大气层时没能幸免于难,未能如期待中那样以“belly-flop”的方式(指以机腹面对大气层,在最后时刻再次点火并制动调整姿态,回到发射点)着陆于印度洋表面。SpaceX公司称之为“相当成功的一天”。

这次是星舰的第三次试验飞行,而且是最为意义重大的一次。发射直播的观看人数达到370万人之多。“星舰达到了轨道速度!”星舰飞掠地球时,SpaceX公司创始人埃隆 · 马斯克在社交媒体平台X上如此写道,“祝贺SpaceX团队!”

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SpaceX在试验多个用途的火箭,但希望总有一天能把人类送至火星

飞行的燃料箱

让推进器软着陆在墨西哥湾的计划并未按计划进行。当星舰飞走时,71米高的推进器将它的发动机中的13个成功点火,时长一分钟,重新调整方向,以便按计划在墨西哥湾进行水上软着陆。未来的目标是将这些空的推进器瞄准发射台本身进行着陆,从而节约重复使用之间的时间。

今天的计划要求发动机在触地前点火,让直立的火箭轻轻地落入水中,但机载摄像机在点火后不久就转动,信号很快就被切断。SpaceX公司证实推进器已丢失,但也承认收集到大量数据,因为推进器比之前的试验存活时间更长。

星舰飞掠太空的过程中,它在两个内部燃料罐之间泵送了11吨过冷液氧,这是一次试探性的测试,总有一天,将通过这种系统在两艘处在轨道中的星舰之间输送推进剂。

假如缺少这种输送推进剂的能力,星舰将无法飞往月球。在NASA的阿耳忒弥斯3号任务(该任务将在月球上建立人类定居点)期间,将由星舰把NASA的宇航员运送到月球表面。宇航员会通过NASA的太空发射系统火箭和猎户座飞船到达绕月轨道,然后转移到绕月轨道上一个空间站的星舰飞船上,再乘坐星舰往返月球表面。

SpaceX 已受雇运送NASA 宇航员,然而它的远大目标是未来某一天在火星上建立一个太空殖民地,并由星舰来播种和支援。其他的近期用途包括在地球上的太空港之间实现半小时运送货物,以及用作大型卫星分发器。在星舰的飞行过程中,它的有效载荷门会打开和关闭,这是释放卫星和深空探测器的必要前提。

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星舰重量超过5000吨,是人类有史以来造过的最大飞行物。火箭只获得部分成功,没有成功地从着陆幸存下来

通过试错来学习

SpaceX公司正在采用航天领域独有的方法进行试飞活动,一点都不吝惜火箭。其他航天公司和NASA在现实世界中进行试验之前,会先制造一次性飞行硬件,加以完善。SpaceX则不然,它推出了“为死而生”的原型机。

SpaceX在发射前声明中为事故打起“预防针”,表示:“每一次飞行试验都是本来的面目——只是一次试验而已。它们不是在实验室或测试台上进行,而是将飞行硬件放入飞行环境中以便从中最大程度地学到东西。”

结果是戏剧性的,而且是暴力的。

2023年4月,首次综合星舰发射因各级未能分离而结束,导致起飞后四分钟自毁。据美国鱼类及野生动物管理局称,混凝土碎片落在距发射台10.5公里远的野生动物保护区内。

2023年11月的第二次飞行实现了级分离,这是一项重大进步,但推进器按照计划在墨西哥湾着陆期间爆炸。8分钟后,在149.7公里高的高空,星舰上级段因排出过量液氧而起火爆炸。

美国联邦航空管理局要求在这些飞行后进行安全调整,SpaceX公司也遵守了要求。该公司列出的调整包括“未来星舰载具的硬件变化,以减少泄漏、防火,改善与推进剂排气口相关的精细操作,从而提高可靠性” 。美国联邦航空管理局周三颁发了发射许可证,称“SpaceX符合所有安全、环境、政策和财务责任要求”。

这次试验飞行为更多发射铺平了道路,SpaceX 的星舰项目正在加快步伐。美国联邦航空管理局主管商业太空运输的官员凯文·科尔曼(Kelvin Coleman)2月23日告诉记者,单单2024年,SpaceX公司就要求从其位于得克萨斯州南部的星际基地进行 9 次飞行。

“那是许多次的发射,”科尔曼说。 “我们一直在不分昼夜地与 SpaceX 交谈,碰头磋商,试图弄清楚我们该如何干成这件事。我们对这家公司进行了投资,因此我们将与他们合作,让他们尽快恢复运作。”

星际基地的未来始终不确定。2022年,埃隆 · 马斯克面对一群记者表示,得克萨斯州南部的航天港可能仅用于试飞,而不是实际任务。但此后,尽管计划在佛罗里达州建设星舰发射场,SpaceX还是在星际基地建造另一个发射台,并计划用于实际运营。该公司还计划耗资1亿美元建造办公大楼、新员工住房和一座新工厂,以便在海滨工厂建造星舰的上级段和下级段。

扩建星际基地的计划落实后,工作人员似乎在航天港安装了一个新标志,上面写着“通往火星之门”。随着今天成功的试验发射,再加上让星际基地为行星际任务做好准备的持续计划,“通往火星之门”这个志向远大的名称从未比此刻更加接近现实。

资料来源:

SpaceX ship reaches space but ends in fireball

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