就在大家还在睡梦中的时候,马斯克的星舰已经悄悄地 完成了自己的第 6 次试飞 。
虽然这次试飞吸引了特朗普来现场督战,但比起上次给大家伙都看嗨了的情景,星舰这次甚至都没能完成之前 “ 筷子夹火箭 ” 的戏码。
就连现场督战的特朗普,似乎都看困了。
但回头一看,美国宇航局局长比尔 · 尼尔森照样在社交平台发布祝福。
合着美国还流行丧事喜办吗?
其实这还真不是,因为星舰这第 6 次发射,基本上给马斯克的火星梦 Part.1 画上了个接近完美的句号。
对于星舰的这次试飞,虽然有着一系列任务,但说到底, 猛禽发动机在太空中重新点火,才是重中之重 。
你别看前几次发射,星舰咋咋呼呼的,看起来很潇洒得不行。
可星舰还背着美国的登月计划,自己还想着飞往火星。
按目前估计,光是去一趟月球, 都可能在太空加 10 次油 ,不然就会有里程焦虑。
而这些步骤,都得建立在太空二次点火的基础上。
不仅如此,如果不能实现太空点火,那就意味着,星舰没法受控制地好好回收。
要知道,星舰到目前为止都是跨大气层亚轨道试飞,出了问题随时引爆就能通过大气层烧毁。
可一旦入轨后发现不受控了,再来引爆,就成了大型太空废品现场了。
特别是星舰作为有史以来最大的火箭,浑身都是不锈钢、隔热瓦, 烧不干净还会有掉下来砸到什么华盛顿纽约的风险 。
如果 SpaceX 不搞定这个点火,就相当于管飞不管落,后果难以预料。
所以, SpaceX 一直都在努力完成太空点火。
早在第 3 次试飞时他们就已经进行过尝试,可当时星舰飞船太空滑行过程中,完成了推进剂转移后,姿态已经开始失稳旋转,所以 SpaceX 叫停了这一步骤。
后续的第 4 次试飞和第 5 次试飞,也没能做到。
直到这次试飞,才最终实现了空中二次点火。
至于筷子夹火箭,发射前 SpaceX 也的确打算用再筷子夹一次。
只是这次刚好不凑巧,星舰发射的时候,喷射得太猛,给回收架顶端的天线喷歪了。
所以就临时改成了溅落海面了。
而且说白了,虽然 “ 筷子夹火箭 ” 很帅,但第 5 次发射已经被证实完全做得到了,各种数据也相对比较完善,后续无非就是在这个基础上进一步优化。
这次虽然没进行捕捉,但 “ 超 TM 重 ” 推进器的降落姿态依旧优雅,只要 “ 筷子 ” 没问题,再夹一次根本也不是难事。
所以,这次试飞完成了太空点火,才算是真正意味上证明了, 星舰飞船基本具备了单次发射全链路可靠 !
而在太空点火之外,星舰这次还实现了 首次搭乘有效荷载 。
第一个坐星舰上天的乘客,居然是一根香蕉。
据说,香蕉哥还不是白玩的,它上天被用来当做零重力指示器。。。
除了装了根香蕉,他们还特地在飞船表面,涂上了香蕉人表情包的涂装。
这个香蕉表情包来自互联网早期的 banana for scale 梗,因为香蕉的尺寸相对标准,可以让人一眼就能知道,这玩意儿到底有多大。
如今在 SpaceX 官网,甚至已经开始卖同款香蕉玩具了。
除此之外,星舰这次试飞搭载的飞船,还将是 初代星舰的最后一次上天 ,后面的星舰飞船将有一个大版本更新。
所以 SpaceX 的工程师们,毫不客气地把这次飞船当成了实验田。
不仅把一些会用在二代星舰上的设计换了上去,甚至还特地加大难度,让这一次飞船 挑战了一系列极限工况 ,希望能通过这次实验,增加推进系统冗余,并提高火箭的结构强度。
结果我们就看到了, SpaceX 开始往星舰飞船上做减法:
拆除了两侧的部分功超过 2100 片隔热瓦,据了解,这部分位置将是未来筷子发射( 回收 )架捕获星舰飞船的起落架位置。
故意用些更刁钻的姿态飞行,测试下机身结构控制星舰姿态的极限能力。
甚至还在星舰飞船落水前进行了反转机动,为后续筷子夹星舰飞船积累了经验。
最终,用的还是老一代的热防护层,拆掉了一堆隔热瓦、以更难控制的方向飞行等等 debuff 叠加上去后, 星舰依旧实现了完美的溅落 。
这么看起来,星舰的极限测试还是保守了,它的潜力将会更大。
据了解,船新版本的星舰飞船在上个月就已经在组装猛禽发动机了,可能不久后将会在第 7 次试飞时上天。
至于这次的间隔时间有多久,外界还真没法猜。
但马斯克之前透露, 希望在 2026 年的火星登录窗口期 ( 从地球发射航天器到火星的最佳时机。根据地球和火星的相对位置决定的,每隔大约 26 个月,发射航天器所需的能量最小,旅行时间也最短 )抓住机会,所以星舰的第 7 次发射很可能是年底或者明年 1 月就会到来。
不过,在那之前,星舰除了进一步提升技术,还得搞定 FAA 的审查压力,以及一些舆论上的问题。
最近,已经有媒体报道,星舰造成的音爆不仅可能会对一些濒危鸟类、乌龟造成伤害,甚至还有可能会对发射场附近居民的房屋结构造成一定问题。
不过对星舰来说,此前马斯克反复批评的 FAA 监管程序过于缓慢的事情,可能不足为虑了。
毕竟,马斯克很快就要领导政府效率委员会,新官上任三把火, FAA 不得赶快给 “ 马部长 ” 开绿灯?
就在上周五, SpaceX 的总裁格温表示,未来 4 年星舰要发射 400 次。
要真做到了,我怎么感觉有种 SpaceX 要率先走进 “ 太空大航海时代 ” 了啊。
撰文 :八戒
:江江 & 面线
美编 :焕妍
X: @SpaceX@Bill Nelson
Spaceflightnow: Launch preview: SpaceX to launch Starship Flight 6 test mission from Starbase in southern Texas
The nytimes: SpaceX Starship's Sonic Boom Creates Risk of Structural Damage, Test Finds
SpaceX官网
第二次试飞失败,马斯克的星舰又炸了
广州车展上的新车我们基本都盘点过了,今天我们不聊车,一起来关注一下马斯克的星舰。 11月18日,美国太空探索技术公司SpaceX的新型运载火箭“星舰”于得克萨斯州博卡奇卡基地完成了第二次无人飞行测试。 在飞船与一级助推器分离之后,飞船与基地失联,触发自毁系统,SpaceX宣告此次发射再次失败。
虽然发射失败,但比上一次试验还是有不小的进步。 其中,超级重型助推器(也称一级助推器)33台猛禽发动机均成功点燃并实现并联,打破了苏联N1火箭的30台发动机并联的记录,后者从未同步正常工作过。 在4月的星舰首次发射时,一级助推器有多台发动机无法正常工作,并且发生了不可控的爆炸。 所以,第二次试飞,在初期阶段已经算是成功了。
据SpaceX官网信息,本次试飞最主要的变化是首次采用级间热分离方式,即“星舰”的二级飞船在还未与一级助推器分离时,就点燃发动机,避免失去推力。 SpaceX在直播中表示,热分离具有载荷入轨优势,能增加大约10%的运载能力。 除了级间热分离系统外,本次试飞还推出了用于一级助推器的新控制系统,加固了发射台、安装了水冷钢制火焰偏转器,以及许多其他改进措施。 马斯克9月曾表示,自4月份首飞以来,SpaceX对星舰进行了1000多次修改,今年对星舰项目的投资可能会达到30亿美元。
(3D艺术家@Alex Svan制作的渲染图)
美国航空航天局(NASA)局长比尔·尼尔森(Bill Nelson)11月18日在X(前Twitter)上表示,“祝贺在今天的飞行测试中取得进展的团队。 太空飞行是一项大胆的冒险,需要有勇往直前的精神和大胆的创新。 今天的测试是一个学习、然后再飞行的机会。 NASA和SpaceX将把人类送回月球、火星和更远的地方。 ”马斯克也对此次测试非常满意,转发了星舰发射的视频,并评论:“祝贺SpaceX公司的团队!”
此外,NASA预计在2024实现环月飞行,2025年实现登月所需的人类着陆系统测试,这一计划被称为“阿尔忒弥斯计划”。 在该计划中,太空发射系统(SLS)火箭、“猎户座”飞船、登月版星舰是不可或缺的三个部分。 前二者已经完成研发,SLS已于去年11月顺利完成首次试飞,它将承担运送航天员前往太空的任务。 登月版星舰的任务则是与月球“门户”空间站对接,运送航天员执行登月任务。 该任务成功的前提是实现星舰的廉价运作、快速部署和高度可靠回收复用。 所以星舰对于NASA实现登月计划,起着至关重要的作用。
就目前来看,想在明年实现环月飞行,SpaceX必须尽快进行第三次试验。 不过还好改进后的发射台抗住了这次测试,此前首次发射对地面基础设施造成了严重破坏,在发射台炸出一个大坑,碎片飞溅到大约5英里外的一个小镇上。 当时星舰的猛禽发动机阵列对发射台产生了大量热量和压力,导致混凝土发射台破裂。
马斯克在测试结束后,到达发射台巡视并表示:“星舰发射台状况良好,下次发射时无需再对水冷钢板进行翻新。 恭喜SpaceX团队和承包商如此迅速地设计、制造出了如此强大的系统!”同时,在后面的评论中,马斯克透露3-4 周内可以做好进行第三次发射的准备工作,而且可以从公路上经过就能看到机库有三艘飞船正在制造。
如果第三次测试星舰发射成功,对于人类航天史具有革命性意义,因为它是目前人类历史上体积最大、推力最强的运载火箭,能够一次性将100多吨物品送入近地轨道。 它也是一枚完全可重复使用的火箭,将大大降低太空活动成本,助力马斯克实现“火星梦”。 要知道NASA的SLS火箭发射一次的费用高达41亿美元,而星舰采用的猛禽发动机造价仅为一台25万美元。
总体来看,星舰第二次试飞虽然取得较大进步,但仍未能完成全部测试计划。 很多人都有疑问,为何SpaceX这么热衷于“爆炸”,不能用电脑模拟好再发射吗?也不是说马斯克多么财大气粗,毕竟每次爆炸都在燃烧着经费,只是他坚信可以通过“爆炸”来学习如何更快更便宜地制造更好的火箭,而不是仅仅依靠地面测试和计算机建模。
“火箭之父”齐奥尔科夫斯基曾说过:“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远被束缚在摇篮里。 ”要走出摇篮,人类从来没有停下脚步。 然而通往深空的路,从来不是一条容易的路。 未来,火星或许也不会是人类的终极目的地。
马斯克星际飞船发布将在2024年飞往火星
在美国当地时间9月28日晚间,SpaceX首席执行官埃隆·马斯克在德克萨斯州博卡齐卡举行的发布会上,公布了星舰飞船(Starship)和超重猎鹰火箭(Super Heavy)的发展计划。 马斯克透露,星舰飞船预计在2022年进行首次轨道飞行,并计划在2024年使用该飞船搭载人员飞往火星。 他强调,星际飞船的载客量可达100人。 在发布会上,媒体询问了马斯克关于星舰飞船的时间线。 他表示,mk1模型将在大约一个月内进行20公里的高空试飞,两个月内开始建造mk2,而mk3和mk4预计将在六个月后完成建造,并准备进行首次轨道飞行。 星舰飞船由一枚巨型火箭和一艘客用飞船组成。 这枚火箭高68米,飞船高50米,整体高度达到118米。 飞船外壳采用不锈钢制造,能够承受极端高温。 值得注意的是,运送星际飞船的超级重型火箭Super Heavy将配备37个猛禽发动机、6条着陆腿,总长度为68米,直径为9米。 其总推力将达到惊人的7400吨,超过此前推力最大的“土星5号”火箭的3500吨。 马斯克在发布会上还提到,SpaceX计划在未来的1到2个月内发射可重复使用的飞船。 这一计划体现了SpaceX在探索开发Falcon火箭和Dragon无人宇宙飞船上所投入的大量资源。
美国私企用301不锈钢造飞船登火星!马斯克这么做只为省钱?
2018年底,美国太空 探索 公司SpaceX的老板埃隆·马斯克向世人展示了一艘人类 历史 上最大的宇宙飞船,他给这艘飞船起了个极科幻的名字“星舰”Starship。 在马斯克展示的PPT中,星舰通体黝黑,如同《星球大战》里的黑武士一样在火星上空飞行。 因为,SpaceX打算用最先进的材料碳纤维来打造这艘未来飞船。
仅仅过去了两个月,2019年1月初,马斯克又向媒体展示一张新图片,在这张新图片里,18层楼高的星舰变成了银白色。 马斯克称这“看起来像液态银”,因为SpaceX决定用不锈钢来打造星舰飞船。 当然,飞船需要经过大量测试,一开始就采用昂贵的碳纤维来制造外壳显然有点浪费——马斯克迷们这样想。
然而接下来的星舰原型机测试却让马迷们的脸有点疼,媒体纷纷提出质疑:老马你不是来 搞笑 的吧!
星舰测试段看起来就是“液态银”飞船的下半部分,也确实是由不锈钢制造,但这个名为“Starhopper”的大铁桶表面坑坑洼洼,很显然焊接工艺相当不过关。
外表其实不重要,因为SpaceX公司的目的是用它来测试发动机和飞行控制系统,只要它能离开地面,不炸,就成了。
2019年7月26日,这个9米粗的不锈钢圆桶飞到了20米高度,22秒后稳稳落回地面。马斯克在社交媒体上兴奋地宣布:“Starhopper飞行成功,水塔可以飞哈哈!!”
Starhopper能飞,这对于SpaceX来说并不是难事,因为“猎鹰9号”火箭的看家本领就是空中悬停、水平移位,类似的技术对于今天大多数航天强国都不算高精尖了。
随着时间推移,SpaceX星舰的外形越来越向最初PPT草图靠近,虽然外壳依然是不锈钢薄板,焊接工艺却好了许多。2021年末,马斯克正式宣布,将来飞去火星的星舰飞船将只采用不锈钢,彻底抛弃碳纤维的设想!
为什么会这样?难道马斯克为了省钱甚至不惜拿火星移民的性命冒险吗?
的确,在创立SpaceX的第一天起,马斯克就把“省钱”二字玩到了极致,因为SpaceX的目标就是“降低太空运输成本”,用最少的钱干最大的事。 为了省钱,这家航天公司一反所有航天机构高大上的形象,他们在荒地上搭建大篷,雇佣普通焊工,找最便宜的原材料,在到处都是泥土和灰尘的地面建造火箭。 如果不跟你说那是全球名气最大的航天企业,你一定会以为是某个乡镇企业争取到了一笔马口铁蒸笼的大单。
有看官说了,甭管人家环境怎么样,活儿好,做出来的东西精致就行。
话不多说,咱还是再上一张图吧,这是SpaceX刚做好的星舰,已经矗立在发射塔架上准备测试了,大伙儿瞧瞧工艺如何:
也难怪NASA对马斯克用不锈钢造火箭多有抱怨: 你这么玩,不是砸我牌子么?
但不锈钢便宜,这是谁都不能否认的事实。 马斯克算过一笔账:用碳纤维造火箭,每公斤的成本超过135美元,同时碳纤维材料有35%的损耗,总的算起来每公斤需要200美元;同样用301不锈钢薄板只需要3美元!碳纤维制造工艺复杂,专业技术人员每小时工资要250美元,而焊接不锈钢板的普通焊工每小时工资不到50美元。
这么一算下来,如果用碳纤维造一个100吨重的飞船外壳要几千万美元,而用不锈钢薄板几十万就搞定了。
马斯克弃用碳纤维不只因为它贵,而是它确实不适合星舰的任务要求。
碳纤维材料的优点是轻、强度高,随着价格越来越便宜,不仅主流民航飞机大量采用碳纤维,连家用轿车和自行车等也越来越多地用它来作为结构部件和壳体。
但碳纤维的强度是有方向性的,在某些方向上它能承受很大压力,而在另一个维度上却又表现得很脆弱,如果将它制成直径达12米的火箭外壳,依然需要设置额外的增强结构,这又使总重量增加,碳纤维轻薄的优点便不复存在。
碳纤维不可焊接,如果要用它制造星舰壳体,你需要一个直径12米、长度超过50米的巨大卷轴来缠绕纤维丝,然后再用一台更大的设备来抽真空、烘烤几小时甚至几天才成固化。 这对于一心想省钱的马斯克来说是不可想象的。 相比之下,用3毫米厚的不锈钢板焊接几乎不需要什么设备和投资,露天都可以干,速度快多了。
不锈钢在高低温状态下的性能要优于碳纤维。 301不锈钢隔热性能好,适合在8.5个大气压下存储超低温的液态氧;同时它还能承受火箭进入大气层时摩擦产生的高温,只是在温度超过815 时才失去强度,所以需要在与空气摩擦最剧烈的位置铺上隔热陶瓷。
碳纤维导热性能好,用它来装液氧需要双层壳来隔热,这意味着额外增加重量;虽然它也能耐高低温,但在重返大气层时,发动机喷出的火焰会持续炙烤飞船外壳,飞船里边还有液态氧,这会使整个飞船或火箭变成熊熊燃烧的火球。
讲了这么多,你应该明白了,马斯克并非仅仅是抠门才使用301不锈钢来制作星舰飞船,而是不锈钢确实有许多优点:它在同样重量下强度更高,能适应极端高低温环境,加工和维护的成本低,制造速度快,甚至不需要刷油漆......最最重要的,它确实太便宜。
相比之下,碳纤维过于高大上,它的材料成本是不锈钢的70倍,加工工艺复杂昂贵,精度要求苛刻,实际上如果要做到星舰任务所需要的强度,碳纤维的重量优势并不明显,更麻烦的是这东西在高氧环境下太容易烧了,搞不好就出人命。
所以SpaceX决定弃用碳纤维是有道理的,只是不知道2024年他们的不锈钢星舰是不是真可以飞去月球再安全飞回来?
#马斯克星舰计划#