北京時間2023年4月17日21:00至22:30，星艦S24/超級重型B7運(yùn)載火箭將從德克薩斯州博卡奇卡星艦基地測試工位發(fā)射升空，執(zhí)行星艦/超重型首次入軌發(fā)射工作。世界航天史上體量最大、運(yùn)力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭終于迎來首飛。

美東時間4月14日晚些時候，美國聯(lián)邦航空管理局（Federal Aviation Administration，F(xiàn)AA）宣布，已向太空探索技術(shù)公司（SpaceX）頒發(fā)發(fā)射許可證，以允許該公司的星艦/超重型運(yùn)載火箭（或稱星艦系統(tǒng)）于4月17日進(jìn)行首次綜合試飛。FAA表示，經(jīng)過全面的許可證評估過程，F(xiàn)AA確定SpaceX符合所有安全、環(huán)境、政策、有效載荷、空域整合和財務(wù)責(zé)任（safety, environmental, policy, payload, airspace integration and financial responsibility）要求。該許可證有效期為五年，但是目前僅涵蓋即將到來的發(fā)射。

在此之前，F(xiàn)AA花了500多天的時間審查了該申請，SpaceX在審查過程中多次修改了該申請。這是FAA在一次發(fā)射許可證申請上花費(fèi)時間最長的一次。延長時間也是由于申請的復(fù)雜性和運(yùn)載火箭的尺寸，這是有史以來申請商業(yè)發(fā)射許可證的體量最大的運(yùn)載火箭，這給FAA審查該申請和處理其它許可證申請的可用資源帶來了壓力。

2022年6月，F(xiàn)AA結(jié)束了對博卡奇卡星艦發(fā)射的環(huán)境審查（environmental review），允許此類發(fā)射繼續(xù)進(jìn)行，但要求SpaceX采取超過75項緩解措施，以解決審查提出的擔(dān)憂。這些緩解措施包括SpaceX在首次發(fā)射前需要做的事情，以及針對其它正在進(jìn)行的活動和發(fā)射后或發(fā)生事故時需要做的事情。該機(jī)構(gòu)尚未透露每一類緩解措施的數(shù)量。

FAA負(fù)責(zé)在商業(yè)太空運(yùn)輸發(fā)射和重返大氣層操作期間保護(hù)公眾，仔細(xì)分析了任務(wù)每個階段的公共安全風(fēng)險，并要求SpaceX減輕這些風(fēng)險。FAA還將采取幾項空域整合措施，使飛機(jī)遠(yuǎn)離受限空域，包括在發(fā)射準(zhǔn)備過程中使用“觸發(fā)器”（triggers），例如在火箭加注推進(jìn)劑時，提醒飛機(jī)發(fā)射即將到來，以避開受限空域。FAA還將為發(fā)射制定所謂的“基于時間的程序”（time-based procedures），只改變那些直接受發(fā)射活動影響的飛機(jī)的路線，該機(jī)構(gòu)針對佛羅里達(dá)州的發(fā)射也會這樣做。

此次發(fā)射還將使用FAA的太空數(shù)據(jù)集成器（Space Data Integrator），該集成器從火箭上獲取實(shí)時遙測數(shù)據(jù)，并在空域可以重新開放時向管制員發(fā)出提醒，可以最大限度地縮短發(fā)射需要關(guān)閉空域的時間。

星艦系統(tǒng)長120米，直徑9米，起飛質(zhì)量5000噸，起飛推力6700噸，其標(biāo)準(zhǔn)近地軌道（LEO）運(yùn)力250噸，回收模式LEO運(yùn)力150噸，500千米太陽同步軌道（SSO）運(yùn)力超過100噸。

此次發(fā)射，星艦系統(tǒng)一級——超級重型的33臺“猛禽”（Raptor）發(fā)動機(jī)將在飛行2分49秒后關(guān)閉，3秒后一二級分離。而后，超級重型將進(jìn)行返回和著陸點(diǎn)火（boostback and landing burns），以便在墨西哥灣的水面上“著陸”，但不會被回收。

星艦系統(tǒng)二級將啟動發(fā)動機(jī)至升空后9分20秒，這將使飛行器處于“接近軌道”（nearly orbital）的軌道上，在再入之前達(dá)到約235千米的峰值高度。最后，星艦系統(tǒng)二級將在升空約90分鐘后濺落在夏威夷附近海域，與一級超級重型一樣不進(jìn)行回收。

對于星艦系統(tǒng)首飛，世界充滿期待。不僅僅是因?yàn)檫@是有史以來體量最大、運(yùn)力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭，更是因?yàn)樵摷齽?chuàng)造性地采用了性價比較高的不銹鋼材料、液氧甲烷推進(jìn)劑，并且全箭可回收復(fù)用，將實(shí)現(xiàn)前所未有的低發(fā)射成本，將使人類開發(fā)太空的規(guī)模提升一個量級，并為月球以遠(yuǎn)的星際開發(fā)提供現(xiàn)實(shí)可能。不過，由于新技術(shù)占比過高，星艦系統(tǒng)很可能需要經(jīng)歷多次失敗才能實(shí)現(xiàn)成功發(fā)射，給新事物一點(diǎn)時間。

作者：大白高國