SpaceX首次点火下一代V3星舰

星舰新一代

SpaceX在其位于南德克萨斯州的星基地设施中完成了下一代星舰一级火箭(称为V3变体)的首次静态射击测试。该测试于3月16日星期一进行,代表了该公司所称的世界上最大火箭系统的更强大且性能更强版本开发中的重要里程碑。V3星舰的首飞目标发射日期为4月。

静态射击测试在车辆仍然固定在发射台上的情况下点燃助推器的引擎,使工程师能够在进行完整飞行前验证推力水平、引擎启动序列、所有Raptor引擎的引擎状况和地面系统行为。这是标准的发射前验证步骤,但对于新的车辆变体,它也生成了第一个真实世界性能数据,可以对照设计预测进行验证。

V3的升级内容

自系统早期测试飞行以来,SpaceX一直在不断迭代星舰。每个主要变体都在引擎性能、推进剂装载系统、隔热罩设计和结构效率方面进行了改进。V3名称表示更大幅度的升级,而非渐进式改进。

根据SpaceX公开分享的信息,V3超重型助推器预计将比V2配置产生更高的总推力,由在更高燃烧室压力下更有效地燃烧推进剂的升级版Raptor引擎变体驱动。SpaceX将升级版Raptors描述为每个引擎产生明显更高的推力,同时保持或改进可靠性——这对于必须将数百吨负载推离发射台的助推器至关重要。

超重型助推器的基部装有33个Raptor引擎,所有引擎的总推力改进转化为向低地球轨道及更远处的有效载荷运输能力的显著增加。SpaceX目标是在其可重复使用的配置中,星舰向低地球轨道的有效载荷容量达到100吨或更多——这个数字如果实现,将超过有史以来建造或正在开发的所有其他运载火箭。

通往4月的道路

成功的静态射击测试消除了发射尝试前的最后障碍之一。SpaceX的剩余步骤通常包括静态射击后的检查和数据分析、任何必需的维修或调整、最终推进剂装载测试,以及来自联邦航空局的许可,该机构必须为每次星舰飞行尝试颁发发射许可证。

联邦航空局的参与一直是星舰时间表的反复因素。发射许可证的监管审查涉及环境评估、范围安全分析和与其他空域使用者的协调。以前的星舰发射面临联邦航空局的时间表压力,尽管该机构通常在完成其审查程序后颁发许可。

SpaceX一直在稳步改进其星舰的发射节奏,从不频繁的早期测试飞行转变为更定期的发射节奏,随着计划的成熟。该公司有雄心勃勃的计划,要求星舰最终每年飞行多次——这样的节奏将需要该车辆完全可重复使用且能够快速翻新。

捕获和重复使用的进展

最近星舰飞行中最戏剧性的进展之一是SpaceX用发射塔的机械臂捕获超重型助推器,而不是用腿部着陆。与传统的着陆垫上的推进着陆相比,捕获机制大大减少了翻新时间,因为助推器不需要在自己的结构上吸收着陆力。

SpaceX在最近的飞行中成功执行了助推器捕获,公司已表示捕获和重复使用方法是实现使星舰经济可行的快速可重复使用的核心。如果V3配置可以在几天而不是几周内被捕获和重新发射,每次发射的成本将大幅下降。

对NASA及其他的影响

星舰是NASA阿尔忒弥斯计划的中心,该计划已与SpaceX签订合同,使用改装的星舰作为人类登陆系统将宇航员送到月球表面。改进有效载荷容量和性能裕度的V3升级与月球任务概况直接相关,该概况要求星舰在前往月球之前在轨道上使用由油轮星舰运送的推进剂进行加油。

Elon Musk还阐述了利用星舰进行火星殖民任务的长期计划。每次成功的测试飞行和每一项渐进式改进都使该愿景更近一步,即使近期目标聚焦于商业卫星运送、NASA任务和证明使经济学可行的基本可重复使用性。

本文基于Space.com的报道。阅读原文。