即將進(jìn)行的飛行測試將發(fā)射一艘經(jīng)過重大升級(jí)的新一代飛船,嘗試星艦首次有效載荷部署測試,進(jìn)行多項(xiàng)飛行再入實(shí)驗(yàn),以支持飛船的捕獲與再利用,并實(shí)現(xiàn)超級(jí)重型火箭的發(fā)射和返回。
這次飛行測試將首次展示一系列計(jì)劃中的星艦上級(jí)階段升級(jí),帶來可靠性和性能的重大提升。飛船的前翼大小減小并移向飛船尖端,遠(yuǎn)離熱防護(hù)盾,大幅減少其在再入過程中暴露于高溫環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)簡化了底層機(jī)制和保護(hù)瓦片的設(shè)計(jì)。推進(jìn)系統(tǒng)也進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),包括推進(jìn)劑體積增加25%、輸送管線的真空絕緣、為飛船的猛禽真空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的新燃料輸送系統(tǒng),以及改進(jìn)的推進(jìn)航電模塊,控制飛船閥門并讀取傳感器,這些都提升了飛船的性能,使其能夠執(zhí)行更長時(shí)間的任務(wù)。飛船的熱防護(hù)盾將采用最新一代的瓦片,并包括一層備用保護(hù)層,以防止瓦片丟失或損壞。
飛船的航電系統(tǒng)經(jīng)過了全面重新設(shè)計(jì),增加了更多的功能和冗余,以支持越來越復(fù)雜的任務(wù),如推進(jìn)劑轉(zhuǎn)移和飛船返回發(fā)射場等。航電升級(jí)包括更強(qiáng)大的飛行計(jì)算機(jī)、集成天線(將Starlink、GNSS和備用射頻通信功能整合到每個(gè)單元中)、重新設(shè)計(jì)的慣性導(dǎo)航和星跟蹤傳感器、集成的智能電池和電力單元,它們能夠?qū)?shù)據(jù)和2.7兆瓦的電力分配到飛船的24個(gè)高壓執(zhí)行器上,還增加了30多臺(tái)飛船攝像頭,讓工程師能夠在飛行過程中實(shí)時(shí)了解飛船硬件的性能。借助Starlink,飛船能夠在飛行的各個(gè)階段實(shí)時(shí)傳輸超過120 Mbps的高清視頻和遙測數(shù)據(jù),為系統(tǒng)迭代提供寶貴的工程數(shù)據(jù)。
在太空中,星艦將部署10顆Starlink模擬器,這些模擬器的大小和重量與下一代Starlink衛(wèi)星相似,作為首次衛(wèi)星部署任務(wù)的練習(xí)。這些Starlink模擬器將與星艦保持相同的亞軌道軌跡,并計(jì)劃在印度洋進(jìn)行迫降。同時(shí),還計(jì)劃在太空中重新點(diǎn)燃單個(gè)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)。
返回發(fā)射場和捕獲實(shí)驗(yàn)
此次飛行測試將包括多個(gè)與飛船返回發(fā)射場和捕獲相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。在星艦的上級(jí)階段,計(jì)劃移除大量瓦片,以測試飛船在脆弱區(qū)域的耐久性。多種金屬瓦片選項(xiàng)將被測試,包括帶有主動(dòng)冷卻功能的瓦片,以驗(yàn)證不同材料在再入過程中的保護(hù)效果。在飛船的側(cè)面,將安裝非結(jié)構(gòu)性的捕捉裝置,以測試這些裝置的熱性能,并對(duì)瓦片線的邊緣進(jìn)行平滑和錐形設(shè)計(jì),以解決在星艦第六次飛行測試中觀察到的再入過程中的熱點(diǎn)問題。飛船的再入軌跡將被設(shè)計(jì)成故意在最大入射動(dòng)態(tài)壓力點(diǎn)上測試飛船翼面結(jié)構(gòu)的極限。最后,將在塔架上的捕捉爪上測試多個(gè)雷達(dá)傳感器,以提高捕捉過程中測量飛船與捕捉裝置之間距離的精度。
超級(jí)重型火箭的首次再利用
超級(jí)重型火箭將首次使用經(jīng)過驗(yàn)證的硬件,重新利用一臺(tái)在星艦第五次飛行測試中發(fā)射并返回的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)射和捕獲塔的硬件升級(jí)將提高捕獲的可靠性,包括對(duì)塔架捕捉爪上傳感器的保護(hù),這些傳感器在上次發(fā)射中受損,導(dǎo)致火箭被迫偏航。
在超級(jí)重型火箭的返回和捕捉過程中,飛船和發(fā)射臺(tái)必須滿足特定的標(biāo)準(zhǔn),這要求火箭和塔架的系統(tǒng)必須處于健康狀態(tài),并且必須從任務(wù)飛行總監(jiān)處收到最終的手動(dòng)指令。如果在引擎反推燃燒之前未發(fā)送該指令,或者如果自動(dòng)健康檢查顯示超級(jí)重型火箭或塔架存在不可接受的狀況,火箭將默認(rèn)沿著軌跡進(jìn)行著陸燃燒,并在墨西哥灣軟著陸。我們對(duì)確保公眾和團(tuán)隊(duì)安全毫不妥協(xié),只有在條件合適時(shí)才會(huì)進(jìn)行返回。
返回的火箭將從超音速速度減速,導(dǎo)致降落區(qū)周圍產(chǎn)生可聽見的音爆。一般來說,音爆對(duì)周圍區(qū)域的影響僅限于短暫的雷鳴般的聲音,具體的音爆強(qiáng)度將受天氣條件和返回地點(diǎn)距離的影響。
2025年:星艦的變革之年
對(duì)于星艦來說,2025年將是一個(gè)具有轉(zhuǎn)折意義的年份。其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)的重復(fù)使用,并逐步開展越來越富有挑戰(zhàn)性的任務(wù),最終實(shí)現(xiàn)將人類和貨物送入地球軌道、月球以及火星的能力。這一過程中,SpaceX將繼續(xù)推動(dòng)飛行器的迭代,致力于將整個(gè)星艦系統(tǒng)投入實(shí)際使用,為未來的深空探索打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
參考
https://www.spacex.com/launches/mission/?missionId=starship-flight-7
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