据航天飞行现在网9月28日报道,在进行了 13 次亚轨道测试飞行后,SpaceX 的工程师们于周一发射了该公司的超重型星舰,这是其首次进入轨道飞行,也是朝着完善世界上最强大的火箭(用于商业飞行和 NASA 登月任务)迈出的重要一步。
星舰上面级的六台猛禽发动机中,有一台在爬升至初始亚轨道轨迹的过程中提前关闭。埃隆·马斯克的飞行控制团队在评估遥测数据后,认为飞船其他方面状态良好,于是启动第二台发动机,使用一台猛禽发动机完成了爬升至轨道的任务。
紧接着,星舰上面级部署了 26 颗第三代星链互联网卫星,这些卫星将加入该公司不断壮大的星座。这是新火箭首次用于将运行中的卫星发射到近地轨道。
卫星发射完毕后,SpaceX 控制人员决定提前让星舰返回地球,在发射三小时后,星舰在夏威夷以北的太平洋溅落,结束了此次任务。
未来的登月任务需要多次超重型星舰加油机飞行,为着陆器提供燃料,使其能够飞往月球,然后与位于月球轨道上的 NASA 猎户座载人飞船对接,接上两名宇航员,并将他们送至月球表面,然后再返回。
超重型火箭的第一级助推器产生约1600万磅的推力——是美国宇航局太空发射系统登月火箭推力的两倍——随着推进剂的消耗和重量的减轻,它迅速加速,沿着东南方向的轨迹爬升,脱离了稠密的低层大气。
其中一台发动机提前关闭,但火箭的设计使其即使失去几台发动机也能进入太空。
发射后 2 分 20 秒,第一级其余发动机开始关闭,而为星舰上级提供动力的六台猛禽发动机在助推器分离并坠落前几秒钟开始进行“热分离”操作。
当星舰继续飞向太空时,超重型火箭助推器翻转过来,重新启动发动机改变航向,然后自行飞回德克萨斯州墨西哥湾沿岸。
第二个发动机显然在所谓的助推回燃过程中提前关闭,但这枚巨大的火箭最终还是在离岸几英里处完成了看似正常的垂直溅落。
在最近一次试飞中,三台发动机出现故障,导致无法完成全程助推回火,着陆阶段13台发动机中只有8台点火,最终导致“硬”溅落。SpaceX此次进行了多项升级和软件更改,以确保成功返回。
第一级火箭的设计初衷是利用发射架上的巨型机械臂进行捕获,SpaceX迄今已成功完成四次。但出于安全考虑,在升级和改进方案测试完成之前,SpaceX仍选择采用溅落海洋的方式着陆。
星舰上面级的设计初衷也是在完成一次太空往返飞行后,由发射台上的巨型机械臂进行捕获,但这一目标尚未实现。
周一发射的星舰上面级通过两次发动机点火进入了180英里(约290公里)高的轨道。第一次点火在助推器溅落后大约一分钟结束,其目的是将星舰送入类似于以往飞行轨迹的亚轨道,即使SpaceX失去对火箭的控制,也能确保安全溅落。
尽管一台发动机提前关闭,但星舰仍获准继续进行入轨点火,八分半钟后,火箭头部的类似 Pez 糖果盒的发射器开始发射 26 颗第三代星链互联网卫星,每颗卫星的容量是上一代的 10 倍。
该任务最初预计持续六圈轨道,并在下午 6:40 左右溅落在智利海岸附近。但由于星链卫星已安全送达,任务管理人员决定提前让飞船降落,在夏威夷以北的太平洋溅落。
与之前的试飞一样,星舰腹部朝下坠入可辨识的大气层,在带电等离子体火球中迅速减速,然后利用其鳍片和襟翼在下降过程中控制其姿态。
当飞船接近海洋时,三台猛禽发动机重新点火,飞船翻转至垂直位置,并于美国东部时间上午11:57以可控的尾部先着地溅落在太平洋。与通常的海洋溅落一样,火箭倾斜、侧翻,并在残留推进剂点燃后爆炸。
在阿尔忒弥斯登月计划中的未来角色
SpaceX目前在德克萨斯州的星际基地拥有两个超重型星舰发射台,另有三个正在佛罗里达州建设中,其中包括肯尼迪航天中心历史悠久的39A发射台,以及毗邻的卡纳维拉尔角太空部队基地。SpaceX计划于今年年底或明年初从佛罗里达州进行首次发射。
SpaceX正在建造星舰的改进型,用作阿尔忒弥斯计划宇航员的着陆器。
对于登月任务,该公司需要发射多达15艘左右的超重型星舰加油机,为月球着陆器补充燃料,之后着陆器才能前往月球,等待乘坐洛克希德·马丁公司制造的猎户座飞船的宇航员抵达。
届时,这座165英尺高的着陆器将搭载两名宇航员垂直降落在月球南极附近。宇航员随后将乘坐外部电梯返回月球表面,并在探索结束后再次返回。
太空探索技术公司计划在 2028 年进行首次此类着陆,因此必须加快其超重型星舰的测试进度,以获得载人航天飞行认证,并证明其可靠性足以在着陆器发射后的几天内安全发射十几艘加油机。
明年,NASA 计划在近地轨道进行一次名为“阿尔忒弥斯三号”的测试飞行,届时将发射四名宇航员乘坐猎户座飞船,尝试与 SpaceX 和蓝色起源分别发射的原型着陆器进行交会对接。
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