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HC:SpaceX 星舰第三次试飞纪实

价值百宝箱  · 公众号  ·  · 2024-03-15 20:54

正文

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美中时间 3 14 日早 8:25 (北京时间 3 14 日晚上 21:25 ),马斯克旗下 SpaceX 进行星舰第三次试飞,美国联邦航空局( FAA )授予 SpaceX 发射许可,这枚运载火箭从得克萨斯州发射,残骸落入印度洋。 2023 4 20 日、 11 18 日星舰曾进行两次发射,均发生爆炸。


同时,今年 3 14 日, π 日,是 SpaceX 成立 22 周年,公司如期兑现星舰第三飞承诺时间,发射史上最高最强巨箭,从实际情况来看,火箭在升空约一个小时后同时失去了两项关键通信,意味着 星舰

可能已经解体。马斯克发文称 星舰已达到环绕速度 。任务完成率超过 80% ,在再入大气层时失联。




  • 点火起飞时长 5 秒,比首飞缩短 3

    星舰第三飞从点火到起飞升空设定为 5 秒,与第二飞相同,比首飞缩短 3 秒。 2023 4 20 日首飞从点火到起飞升空设定时长 8 秒,对发射台及其周边造成巨大破坏,甚至导致 3 台猛禽在起飞前就关闭了点火程序; 11 18 月第二飞缩短至 5 秒,由此避免对发射台、发动机本身的破坏。这次第三飞沿用

    5 秒时长,在确保 33 台猛禽全推进能够达到指定推力值的前提下,尽可能避免破坏。

    起飞后直播画面显示, B10 超重型火箭 33 台猛禽发动机全部持续发力, T+52 秒通过最大空气阻力点( Max- Q )。直到 T+2 42 秒,一二级分离前两秒,第一级 B10 关闭 30 台猛禽发动机,只保留 3 台中心发动机点火,且以 50% 推力燃烧。此操作与第二飞一样。


  • 热分离延后 3

    T+2 44 秒,执行关键的热分离(星舰飞船 S28 先点火,随后与级间段分离)。这比星舰第二飞在 T+2 41 秒执行的热分离稍稍延后了 3 秒。这是为了产生更大的叠加推力,进一步加速推进第二级星舰飞船,让 S28 尽量减少重力损失,进而提升入轨效能。


  • 成功返航点火

    T+2 55 秒,超重型火箭 B10 顺利启动返航点火,启动 3 台中心发动机执行反推,这是超重型火箭 首次闯过关键一环,比星舰第二飞 B9 超越一大步

    2023 年, B9 在热分级后因加速度过大,为发动机提供液氧的过滤器堵塞造成氧化剂入口压力减小,导致多台发动机发生故障,其中一台发动机发生剧烈故障,最终导致 B9 触发 AFTS 自动终止系统而空中解体。


  • 更长时间减速

    T+6 36 秒,超重型 B10 从超音速减到跨音速,比星舰二飞 B9 原计划实现跨音速,延长 18 秒。此举是为让超重型火箭以更稳更慢而不是更快更暴烈的飞行姿态返航,从而有助于实现最终操作 —— 垂直海上溅落。


  • 未能启动着陆点火

    T+6 46 秒,超重型 B10 未能按计划启动着陆点火程序,没有再次启动 3 台中心发动机进行反推。此时 B10 距离海平面大约 5 公里高度,飞行速度接近 2000 公里 / 小时。随即几秒后,从直播画面显示,

    B10 试图启动 3 台发动机(其中两台非中心发动机)。飞行速度骤降至近 1000 公里 / 小时,随即针对

    B10 直播画面中断。 超重型 B10 未能按计划执行着陆点火,没法在受控状态下实现垂直海降 (距离星舰发射场约数十公里划定的墨西哥湾海域),导致高速下落及猛烈溅落,直至解体。


  • S28 进入滑行阶段

    闯过热分离后,作为第二级的 S28 全功率开启 6 台猛禽火力,此时飞行高度已达 95 公里,飞行速度

    6342 公里 / 小时。一直到升空 8 分半钟后, T+8 35 秒,几乎达到轨道速度时, S28 按计划关闭 6 台发动机,进入太空滑行阶段。

    比照星舰第二飞,第三飞创造又一个关键突破 。第二飞时, S25 在这个关键时刻突然失联,随后爆炸的。事后调查分析得知,由于 S25 排放多余的液氧时泄漏引发着火,导致飞行电脑与通信系统损坏,由此导致发动机提前收到关机信号,最终触发 AFTS 系统造成飞船空中解体。


  • 首次演示部署卫星能力

    星舰飞船 S28 按计划在 T+11 56 秒,()打开有效载荷舱门,但貌似有缺

    陷,开合不严。按计划开启时间 16 多分钟,这正是不久后即将在轨部署星链卫星的时长。这期间不仅开合 S28 的载荷舱口,还启动了卫星分配器,以测试经过重新设计的舱内卫星分配器。但这次没有部署任何载荷。

    S28 这次携带的卫星分配器,机架高度比之前星舰分配器高得多。这一变化意味着让星舰有能力携带和部署更多星链卫星。根据马斯克的乐观预期,最早有望在下次星舰试飞亮相,最迟会在今年下半年或者年底投入使用,以便更大批量地部署下一代星链卫星。


  • 星舰飞抵 234 公里远地点

    大约 T+25 分钟,星舰 S28 抵达 234 公里的远地点。非常接近 235 公里预期值。星舰第三飞属于跨大气层轨道飞行,既定飞行轨道 50×235 公里,实际飞行轨道 55×234 公里,与预期值基本重合。


  • 首次在轨演示推进剂转移

    T+24 分,按计划进行少量推进剂转移测试。具体来说,星舰头锥内部拥有两个小型推进剂舱,一个 10 吨储量的液氧舱,另一个 4 吨储量的甲烷舱。根据 SpaceX 直播评论员描述,已将头锥液氧舱里的液氧成功转移加注到主液氧舱。

    这是在轨演示少量低温推进剂转移技术,为不久未来进行双舰在轨演示推进剂转移迈出第一步。按计划,最早在今年内进行双星舰在轨演示推进剂转移,一艘星舰与另一艘星舰在轨对接后,其中一艘为另一艘加注推进剂 (液氧、液态甲烷) ,这就是星舰在轨加油 (加注推进剂) 。再下一步技术演示就是为加油版星舰加注,再之后为载人版星舰演示加注。


  • 未能执行再次点火演示

    根据 SpaceX 直播评论员描述,原计划在升空 40 分钟后, S28 猛禽真空发动机应该执行太空再点火演示,但由于某种原因没能重新点火。这也导致了随后一连串的计划外状况:提前进入再入大气层、无法减速让隔热片承受更大考验、星舰在印度洋上空失联。


  • 星舰首次经受再入考验

    星舰第三飞在发射升空 46 分钟后开始再入大气层,比原计划提前几分钟。从直播画面中可以清晰看到漂亮的等离子体,这是对迎风面贴满隔热片的 S28 最大考验。星舰 S28 已显示出一定的再入能力。但是当飞船以 7.4 公里 / 秒的飞行速度下降到 115 公里时,从直播画面中可以观察到一些碎片从船体上脱落,很可能是隔热片。()


  • 星舰在南印度洋上空失联

直播画面显示, S28 最后信息定格在 T+49:05 ,飞行高度 65 公里,飞行速度 7.14 公里 / 秒,之后信号丢失。

信号丢失 14 分钟后, SpaceX 评论员表示,测试团队高度确信飞船已经丢失,未能在重返大气层中幸存 。不过仍是在既定的南印度洋上空再入消失的。

按照原计划发射 1 小时后,飞船从超音速降到跨音速再到亚音速 。大约 T+1







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