美國中部時間6日,,美國太空探索技術公司的新一代重型運載火箭“星艦”以及飛船集成系統(tǒng)實施第四次試射,不但首次實現(xiàn)“海面軟著陸”,,同時獲取了大量寶貴數據,,為接下來取得更多突破鋪平了道路。
“海面軟著陸”重要嗎,?“星艦”朝完全重復使用能力邁了多大一步,?要具備完全重復使用能力甚至實現(xiàn)登月目標,“星艦”還有哪些技術難關尚待攻破,?
“星艦”如何“海面軟著陸”
“星艦”是可回收,、重復使用的航天運輸系統(tǒng)。它由兩部分組成,,其第一級是長約70米的“超級重型”助推器,,第二級是長約50米的“星艦”飛船。
此次試射完成后,,太空探索技術公司創(chuàng)始人馬斯克在社交媒體上說,,盡管“星艦”飛船(即第二級)出現(xiàn)襟翼受損等情況,但仍然成功在“海面軟著陸”,。
從直播畫面來看,,“星艦”6日從位于美國得克薩斯州博卡奇卡的基地發(fā)射升空,幾分鐘后第一級“超級重型”助推器和第二級“星艦”飛船成功“熱分離”,。隨后,,“超級重型”助推器在墨西哥灣濺落,飛船進入太空滑行階段,。發(fā)射約47分鐘后,,飛船受控再入大氣層,最后在印度洋濺落,。
就“濺落”技術細節(jié),,中國科學技術協(xié)會“科普中國”的航天科普專家田豐說,相較于高速入海、瞬間解體,,第四次試射中,,“星艦”飛船在距海面幾千米高度,利用兩組翼面的組合動作,,從近水平姿態(tài)轉換為垂直姿態(tài),,同時啟動“猛禽”發(fā)動機進行反推減速……流程結束后,飛船的速度和高度降低,,最終在發(fā)動機關機后“海面軟著陸”,。
第四次試射突破有多少
“星艦”從第一次到第四次試射,進展越來越顯著:2023年4月首次試射時,,第一,、二級分離前就發(fā)生了爆炸;2023年11月第二次試射時,,第一,、二級成功分離,但飛船在到達目標高度前爆炸,;今年3月第三次試射時,,發(fā)生“超級重型”助推器意外解體和飛船失聯(lián)事故,但太空探索技術公司表示第三次試射取得多項新進展,。
第四次試射的一個關鍵目標是“星艦”飛船在高溫下受控再入地球大氣層時能夠“幸存”下來,,以便讓太空探索技術公司收集到更多寶貴數據。
據田豐介紹,,第四次試射首次完成了整個發(fā)射流程,,同時一級和二級的成功定點減速落海,也使整個“星艦”系統(tǒng)朝著“發(fā)射臺捕獲回收”情況下的完全重復使用目標推進了一大步,。
田豐說,第四次試射雖然暴露了其熱防護系統(tǒng)仍存在缺陷,,但完成了整個發(fā)射流程,,尤其是一、二級最終成功反推減速,、緩落入海,,這為后續(xù)實現(xiàn)“發(fā)射臺捕獲回收”奠定了基礎,“可以說是一次相對成功的發(fā)射”,。
安徽星河動力裝備科技有限公司董事長劉百奇說,,“星艦”在這次試射中實現(xiàn)了一級回收,二級入軌回收,。入軌回收難點在于大氣層摩擦升溫起火,,可以看到二級有一部分燒壞了,但在軌道姿態(tài)受控的情況下也回來了,“飛船沒有壞也沒有解體”,。
還有哪些難關
按計劃,,如果在此次試射中一級助推器成功實現(xiàn)“海面軟著陸”,那么第五次試射可能嘗試讓助推器返回并降落在發(fā)射臺上,。
據太空探索技術公司發(fā)布的信息,,“星艦”系統(tǒng)將通過不斷試射和技術改進持續(xù)迭代,目標包括具備完全重復使用能力,,在重復使用狀態(tài)下將能夠搭載高達150噸的載荷進入軌道,,甚至運載人和貨物前往月球、火星等,。
劉百奇說,,“星艦”系統(tǒng)是目前全世界最大的運載火箭,用飛行試驗的方式快速迭代去探索航天技術未知的邊界,,這和完全成熟的技術是不一樣的,,可以說每一次探索幾乎都取得了技術上的成功。
盡管第四次發(fā)射取得了很大進展,,但田豐也指出,,太空探索技術公司要實現(xiàn)其雄心壯志,還有四個關鍵難點需要攻克:熱防護系統(tǒng)的改進,,兩級(助推器和飛船)回收和復用,,“星艦”實際帶載荷進入軌道,以及與登月相關的大規(guī)模低溫推進劑在軌加注技術,。