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星艦再次試飛, 一二級(jí)分離后均自爆,但試飛過(guò)程仍取得多項(xiàng)成果

2023-11-19 19:33 作者:科普大世界  | 我要投稿

馬斯克太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的星艦超重型火箭第二次試飛完成。總體上看比第一次試飛好很多,可以說(shuō)有了很大的進(jìn)步,但是仍然算不上成功!


美國(guó)東部時(shí)間11月18日上午8時(shí)3分(北京時(shí)間11月18日21時(shí)03分),星艦在美國(guó)德克薩斯州博卡奇卡火箭發(fā)射基地發(fā)射升空,點(diǎn)火后起飛狀態(tài)很穩(wěn)當(dāng)。


數(shù)分鐘后一二級(jí)成功分離,上面級(jí)的飛船部分進(jìn)入預(yù)定軌道繼續(xù)飛行,這一階段的表現(xiàn)堪稱完美。

然而之后問(wèn)題就出現(xiàn)了,首先是一級(jí)“超重”助推器在高空中爆炸,化作了一團(tuán)巨大的火焰,各種零件碎片漫天灑落,按原計(jì)劃它是要在受控狀態(tài)下濺落到墨西哥灣的。

不過(guò)在助推器爆炸之后,星艦的上面級(jí)飛船仍然在正常飛行,也進(jìn)入了預(yù)定的飛行軌道。不料不久后星艦飛船的信號(hào)卻消失了,地面控制中心也找不到它的蹤影,美國(guó)全國(guó)公共廣播電臺(tái)后來(lái)報(bào)道稱星艦失聯(lián),SpaceX也證實(shí)與“星艦”失聯(lián),并且被迫觸發(fā)其自毀系統(tǒng),星艦上面級(jí)已如同首次試飛一樣自行爆炸。

這是星艦的第二次試飛,最終結(jié)果是一二級(jí)火箭均自爆,可能大家都還記得星艦在今年4月20日的第一次試飛,結(jié)果是星艦整體自爆,雖然兩次都是自爆,但從兩次飛行的總體表現(xiàn)來(lái)看,星艦的第二次試飛還是取得了很大進(jìn)步的。

在星艦首飛時(shí),一開(kāi)始就出現(xiàn)了很多問(wèn)題,比如星艦點(diǎn)火后經(jīng)歷了7秒鐘箭體才離開(kāi)了發(fā)射臺(tái),如此之長(zhǎng)的時(shí)間很可能會(huì)發(fā)生摧毀發(fā)射臺(tái)或者爆炸的危險(xiǎn)。

而且起飛后就發(fā)生了箭體漂移現(xiàn)象,整發(fā)火箭明顯偏向了一邊,好在之后迅速修正了姿態(tài)。

但是在其升空之后人們發(fā)現(xiàn)一級(jí)助推器的好幾臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有啟動(dòng),有的還自行關(guān)閉,到最后關(guān)閉掉的發(fā)動(dòng)機(jī)多達(dá)7臺(tái),導(dǎo)致火箭的推力不足,未能上升到30公里的高度就下墜了。

而且由于關(guān)閉的發(fā)動(dòng)機(jī)偏向于一側(cè),使得火箭推力不均,方向不定,在高空中翻起了筋斗,無(wú)法再正常飛行下去。

首飛時(shí)星艦的一二級(jí)也未能成功分離,最后地面控制人員不得不對(duì)其發(fā)出自爆指令,迫使火箭整體自行爆炸,變了一個(gè)巨大的火球。

因此從其飛行計(jì)劃來(lái)看,星艦的首次試飛是相當(dāng)失敗的!但是馬斯克卻并不這么想,他認(rèn)為星艦首飛時(shí)不把發(fā)射臺(tái)炸掉就是成功的,他的要求確實(shí)是太低了。

綜合來(lái)看,星艦的第二次發(fā)射試飛其整個(gè)過(guò)程的表現(xiàn)要遠(yuǎn)高于首次試飛,實(shí)際上星艦的第二次發(fā)射的飛行計(jì)劃和第一次基本上是一樣的,只是第一次是開(kāi)始后不久就失敗了,但是第二次發(fā)射在一二級(jí)分離前的表現(xiàn)卻相當(dāng)棒,試飛過(guò)程仍取得多項(xiàng)成果。

首先是二次試飛時(shí)箭體并沒(méi)有明顯的偏移,所有的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)也都在全力工作,沒(méi)有一臺(tái)未啟動(dòng)或啟動(dòng)后停機(jī),甚至連出現(xiàn)故障的情況都沒(méi)有。

火箭上升的速度也很快,一二級(jí)分離后二級(jí)飛船部分最高上升到了148公里,遠(yuǎn)超第一次試飛的28公里高度,而且最后的時(shí)速高達(dá)24124公里(秒速6.7公里),也很接近了第一宇宙速度(秒速7.9公里),所以起飛過(guò)程是十分完美的,可能很多人都沒(méi)想到第一次發(fā)射糟糕到那個(gè)樣子的星艦,在第二次發(fā)射后竟然如此棒。

同樣十分完美的是火箭箭體的一二級(jí)分離,這也是火箭試飛最重要的任務(wù)之一,更是星艦第二次飛行測(cè)試的重頭戲。因?yàn)樾桥灥谝淮卧囷w采用的冷分離,未能使一二級(jí)成功分離,所以這一次采用了一種簡(jiǎn)單粗暴的新分離方法,稱為熱分級(jí)(hot-staging),用二級(jí)火箭的點(diǎn)火把一級(jí)火箭推開(kāi),過(guò)程如同將兩者之間的連接部分炸掉,沒(méi)想到居然一次成功。


這次的發(fā)射同時(shí)還是對(duì)發(fā)射臺(tái)新式底座的一次試驗(yàn)。星艦首次發(fā)射時(shí),發(fā)射臺(tái)下面的地基被摧毀,地基下方被火箭尾焰噴出了一個(gè)大坑。

當(dāng)時(shí)發(fā)射臺(tái)底座厚厚的水泥面板被火箭強(qiáng)大的噴射力從地上掀起,像炮彈一樣是四散飛射,資料顯示最遠(yuǎn)甚至飛到了大約8.5公里(5英里)外的一個(gè)小鎮(zhèn)上。

但之后改進(jìn)了底座——在下面鋪上了水冷鋼板,火箭發(fā)射時(shí)鋼板上的孔洞可以噴水,能給鋼板降溫,從其發(fā)射情況來(lái)看,這種底座表現(xiàn)良好。

星艦的推力方面就更強(qiáng)了,它的一級(jí)助推器安裝了33臺(tái)猛禽二代發(fā)動(dòng)機(jī),單臺(tái)推力230噸,33臺(tái)猛禽火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后每秒燃燒21.4噸推進(jìn)劑,噴出的尾焰速度極快,產(chǎn)生的總推力高達(dá)7600噸,比兩發(fā)土星五號(hào)的推力還多800噸,相當(dāng)于7發(fā)長(zhǎng)征五號(hào)火箭的總推力,毫無(wú)疑問(wèn)是迄今人類制造的最大火箭。

雖然目前它還沒(méi)有完全試飛成功,但是其團(tuán)隊(duì)勇于嘗試,大膽創(chuàng)新的精神將是其走向成功的最大動(dòng)力,它的航天大戲的序幕正不斷拉開(kāi)。

消息來(lái)源:《界面新聞》11月18日?qǐng)?bào)道《時(shí)隔七個(gè)月,SpaceX星艦發(fā)射再失敗》

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