8488 次觀看·2024年3月17日
3月14日,SpaceX果然不負眾望,選在公司創立22周年紀念日當天,發射了史上最高最強的巨大火箭。作為第三次試飛,這次星艦飛得更高,更遠,也更震撼驚豔。
因為星艦改為熱分離,所以火箭整體高度增加了1.8米,星艦發射系統的全高達到120米左右,直徑還保持9米,起飛重量達到5000噸。第一級超重型推進器B10裝備了33台猛禽發動機,第二級星艦飛船S28裝備了3台海平面和3台真空版猛禽發動機。
第三次試飛中,星艦成功熱分離,B10超越了一連串的重要關卡,按照計畫返回墨西哥灣著陸。但沒能闖過最後一關,著陸點火沒有成功,高速墜毀在墨西哥灣上。
熱分離之後,星艦S28繼續飛行,抵達234公里的遠地點,演示了有效載荷艙門的打開與關閉、推進劑轉移等試驗。不過沒能在太空再次點火減速,S28以超過21馬赫的速度再入大氣層。從直播畫面中可以清晰看到星艦與空氣劇烈摩擦產生了灼熱的粉紅色等離子體,如同火焰一樣,這個階段對迎風面貼滿隔熱瓦的S28來說是最大考驗。這種再入大氣層的畫面恐怕也是人類第一次清晰的直播畫面。
星艦第三飛實際飛行時間49分鐘,主要任務完成率超過80%。SpaceX在星艦第三飛之後發表聲明,認為星艦成功升空,並實現了幾個重大里程碑和紀錄。SpaceX正在為即將到來的第四次試飛做準備,尋求增加全年的發射節奏。
00:00 SpaceX成功進行星艦第三次試飛
00:55 星艦第三飛 挑戰極限
07:42 星艦第三飛的技術亮點
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3月14號
SpaceX果然不負眾望
選在公司創立22週年紀念日當天
發射了史上最高最強的巨大火箭
作為第三次試飛
這次星艦飛得更高 更遠 也更震撼驚艷
因為星艦改為熱分離
所以火箭整體高度增加了1.8米
星艦發射系統的全高達到了120米左右
直徑還保持9米
起飛重量達到5000噸
第一級超重型推進器B10
裝備了33臺猛禽發動機
第二級星艦飛船S28
裝備了三臺海平面和三臺真空版猛禽發動機
今天我就想來聊聊
這次星艦飛船的第三次試飛
這個視頻是我在幹凈世界的獨家視頻
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美國中部時間3月14號早上8點25分
位於德克薩斯州
伯卡齊卡星際基地的軌道發射臺上
B10超重型火箭的33臺猛禽發動機
全部啟動發出轟鳴聲
巨大的火焰推著5000噸重的火箭緩緩離開發射臺
開始了星艦第三次軌道測試飛行
星艦的第三飛從點火到起飛升空設定為五秒
這與第二飛相同
但比首飛縮短了三秒
起飛後B10超重型火箭的所有發動機全部持續發力
直到2分42秒
第一級和第二級分離前兩秒
第一級B10關閉了30臺猛禽發動機
只保留中心的三臺發動機點火
而且是以50%的推力燃燒
這一操作與第二飛一樣
2分44秒
執行關鍵的熱分離
上面級星艦飛船S28先點火
隨後第一級和第二級成功分離
這比星艦第二飛在2分41秒執行的熱分離
稍微晚了三秒
這可能是為了產生更大的疊加推力
進一步加速推進第二級星艦飛船
讓S28儘量減少重力損失
進而提升入軌效能
我們先來看看超重型火箭B10的返回表現
2分55秒
B10順利啟動返航點火
啟動了中心的13臺發動機進行返推
B10在空中實現了姿態反轉
朝向發射基地
這是超重型火箭首次闖過關鍵的這一步
比星艦第二飛超越了一大步
6分36秒
B10從超音速減到跨音速
這比星艦第二飛B9原計劃的時間足足延長了18秒
之所以這樣操作
是為了讓超重型火箭以更穩更慢
而不是更快更爆裂的飛行姿態返回
從而有助於實現最終的操作
垂直海上降落
6分46秒
B10沒能夠按計劃啟動著陸點火程序
沒有再次啟動三臺中心發動機進行返推
這時B10距離海平面大約5公里高度
飛行速度接近2000公里每小時
隨即幾秒後
從直播畫面顯示
B10試圖啟動三臺發動機
但沒能成功
隨後B10的直播畫面中斷了
不過B10之前一連串的操作已經超越了重要的關卡
更為測試團隊收集到了重要的數據
唯一遺憾的就是沒能闖過最後一關
啟動著陸點火
垂直海上降落
另一方面
第二集S28的看點更多一些
熱分離時
S28開啟了所有的六臺猛禽發動機
這時飛行高度已經達到95公里
飛行速度6342公里每小時
到了8分35秒
幾乎達到了軌道速度時
S28按照計劃關閉了六臺發動機
進入太空滑行階段
2023年11月18號興建第二飛的時候
S25就是在這個關鍵時刻突然失聯
隨後爆炸的
S28闖過了關鍵的一步
S28按照計劃在11分56秒打開了有效載荷艙門
但艙門的設計好像有些問題
開合不嚴
按照計劃開啟時間達到了16多分鐘
這正是不久後即將再軌部署星鏈衛星的時長
這期間不僅開合S28的載荷艙口
還啟動了衛星分配器
以測試經過重新設計的艙內衛星分配器
但這次沒有部署任何載荷
S28這次攜帶的衛星分配器
機架高度比之前的興建分配器高很多
這一變化意味著
興建有能力攜帶和部署更多的星鏈衛星
根據馬斯克的樂觀預期
最早有望在下次興建是非亮相
最遲會在今年下半年或者年底投入使用
以便更大批量的部署下一代星鏈衛星
24分鐘左右
按照計劃進行少量推進劑轉移測試
具體來說
興建頭錐內部擁有兩個小型的推進劑艙
一個是10噸儲量的液氧艙
另一個是4噸儲量的甲烷艙
SpaceX直播評論員描述說
已將頭錐液氧艙裡的液氧
成功轉移加註到主液氧艙
這就是載軌掩飾少量低溫推進劑轉移技術
為不久未來進行雙艦載軌掩飾推進劑轉移
邁出了第一步
按照計劃
最早在今年內進行雙星艦載軌掩飾推進劑轉移技術
一艘星艦與另一艘星艦載軌對接後
其中一艘為另一艘加註推進劑
包括液氧和液態甲烷
這就是星艦載軌加油
大約在24分鐘左右
星艦S-28抵達了234公里的遠地點
非常接近235公里的預期值
根據SpaceX直播評論員的描述
原計劃在升空40分鐘後
S-28應該執行太空再次點火演示
但沒能重新點火
SpaceX在事後解釋說
由於滑行期間的滾轉率
S-28沒能嘗試原計劃的再次點火
這也導致了隨後一連串的計劃位狀況
提前進入載入大氣層
無法減速
讓隔熱瓦承受了更大的考驗
最後被燒燬解體在印度洋上空
在發射升空46分鐘後
S-28開始載入大氣層
比原計劃提前了幾分鐘
這時S-28的速度已經超過21馬赫
從直播畫面中可以清晰看到
星艦與空氣劇烈摩擦
產生了灼熱的粉紅色等離子體
如同火焰一樣
這個階段對迎風面貼滿隔熱瓦的S-28來說
是最大的考驗
這種載入大氣層的畫面
恐怕也是人類第一次清晰的直播畫面
在S-28降低高度過程中
也試著變換姿態
也許是為了讓不同部位受熱
以獲得耐熱數據
直播畫面一直持續到49分05秒
飛行高度65公里
之後信號丟失了
應該是進入黑障區
整個載入大氣層的過程
直播畫面基本清晰
中途有幾次幹擾
但又恢復正常了
SpaceX事後表示
直播畫面是透過星鏈衛星實現的
看來星鏈對於太空通信中繼的作用
是非常關鍵的
星艦第三飛實際飛行時間49分鐘
主要任務完成率超過80%
這次試飛對SpaceX來說是個重要的里程碑
驗證了星艦的軌道飛行能力
我們期待第四飛的時候能夠實現可控著陸
SpaceX在星艦第三飛之後發表聲明
認為星艦成功升空
並實現了幾個重大里程碑和記錄
SpaceX正在為即將到來的第四次試飛做準備
尋求增加全年的發射節奏
星艦發射系統從2023年4月17號開始
第一次試飛
在不到一年的時間裡就進行了三次試飛
而且一次比一次間隔更短
一次比一次有進步
第三次還演示了入軌能力
SpaceX公司強調
這種快速迭代開發方法
是SpaceX所有重大創新進步的基礎
包括烈焰火箭
龍飛船和星鏈
要打造跨時代的完全可重複使用的超級太空運輸系統星艦
快速迭代改進至關重要
這次超重型推進器B10的基礎亮點主要有下面幾點
內圈13臺猛禽發動機
採用了電動推力適量控制
簡化了結構
減輕了重量
也提高了動作反應速度
B10的推進器加註時間變得更快了
加滿推進器不到40分鐘
B10和S28一起加滿也只用了45分鐘
B10添加了新舊兩款星鏈終端通信天線
用來改善實況轉播的畫質
保證直播不中斷
上面級S28星艦飛船的改進就更多了
首先調整了排氣口位置
將液氧罐的兩個牛鱗狀排氣口從下方移到上方
目的是向下排氣更順暢
甲烷罐的排氣口也調整了位置
距離迎風側更遠了
S28也採用了電動推力適量控制
取代了以前的液壓動力適量控制
在背風側安裝了四個星鏈終端天線
而以前的型號只安裝了一個天線
S28的隔熱瓦輻射也有一些改變
整個鉸鏈區並不都覆蓋隔熱瓦
只覆蓋了迎風側
S28的艙門也被加固
內側使用了密封件
飛船裡面的PEZ衛星分配器
機架高度大大增加
可以攜帶更多的衛星
這次S28驗證了太空轉移推進機的可行性
為將來載軌推進機加油邁出第一步
其實不光是重返月球
所有星際飛行
如果能在太空加油的話
肯定能減少很多續航焦慮
推進機內部轉移測試
可以算是這次試飛的一大成就
除了火箭本身的改進
猛禽發動機也在不斷的升級
2022年第二代猛禽發動機問世
海平面推力達到230噸
真空版則有250噸
燃燒室壓力380
到了2023年的第二次試飛前
推出了2.5版本
海平面推力提高到245噸
真空版也提升到265噸
燃燒室壓力增加到321磅
到了2024年
據說猛禽發動機會升級到3.0版本
海平面推力提高到269噸
真空版也提升到290噸
燃燒室壓力更增加到350磅
而且還會推出星艦飛船的加長版
真空版發動機數量由三臺增加到六臺
增加了運力和載荷空間
回收型近地軌道最大運力可以從150噸增加到250噸
消耗型的最大運力則超過350噸
能看出SpaceX不是在原地踏步改進火箭系統
而是全面的動態改進
很可能第四飛的很多部件和操控系統又都改進了
這些是傳統地面模擬試驗方式無法做到的
傳統方式是一個部件一旦成熟
並被判定合格之後
設計就被凍結了
不能輕易修改
否則又要從頭驗證
可能導致整個模擬模型需要推導重來
耗費的時間人力物力都太多了
而馬斯克不會遵守這種方式
而是很多部件的改進都同時進行
然後在試飛中來鑑定
不需要長時間的地面模擬實驗
這種方式會有不少的發射失敗
好像浪費了不少錢
但與長時間的地面模擬實驗相比
可能最終反而會更省錢
而且研發進度也會縮短
興建的試飛間隔從七個月減少到四個月
我們期待第四飛可以更快的到來
好了今天就到這裡
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