星舰第七飞,意想不到的“烟花”

你好太空二零二二 2025-01-18 15:42:40

1月17日6点37分,经历了多次推迟的星舰第七飞终于成功发射,再次复刻“筷子”夹火箭名场面,可惜S33却在上升期间意外解体,那星舰第七飞原计划测试哪些内容?跟之前又有什么不同?

今天我们来聊聊,星舰第七飞,意想不到的“烟花”。

01

概述

1月17日,SpaceX星舰进行第七次试飞,本次试飞由二代星舰飞船S33和一代超重助推器B14执行。

本次试飞中,33台猛禽发动机成功托举超重助推器和星舰上升,成功完成热分离后,SpaceX再一次成功“筷子”夹火箭,回收了超重助推器B14,但二级飞船却在飞行约8分半钟后失去信号,在上升期间意外解体,变成了大“烟花”,残骸落入了大西洋。

发射结束后,SpaceX官方表示,根据初步数据显示,飞船尾部出现火情,导致其迅速解体。

马斯克也在其X上公开了初步调查结果,星舰发动机舱部分发生了氧气/燃料泄漏,才会出现发动机逐个关机的情况。

但发射过程中出现的头部蒙皮脱落是否和此次解体有关,官方暂未给出解释。

此外,星舰第八次试飞 (S34/B15) 仍计划于下月发射。

(图:星舰第七飞发射 图源:SpaceX星舰第七飞发射直播截图)

02

星舰第七飞有哪些不同?

首先是星舰的升级:

1、箭体升级

与一代相比,二代星舰长高了,S31高50.27米,S33高52.1米,增加1.83米,正好是一个不锈钢环的高度;

前襟翼位置向上向后移动,整体缩小,厚度减小,结构简化,隔热瓦铺设减少;

使用最新一代隔热瓦,还铺设了备用防护层,进一步提高了星舰的防热能力。

(星舰Block1与Block2前襟翼对比 图源:NSF/LabPadra)

2、推进系统升级

缩短了有效载荷舱、扩大了推进剂加注空间,加注量由原来的1200吨增加到了1500吨,增加了25%;

燃料输送管路增加了真空保温层,使其在真空环境中能保持更稳定的温度与压力;

真空版猛禽发动机燃料管线系统升级,燃料供应更稳定,控制阀门、监测传感器系统更先进,能更精确的调控发动机和诊断故障。

(图:星舰各版本内部布局 图源:Boca Bingo)

3、电子设备及飞控系统升级

飞控系统算力更高并增加了冗余,以应对更复杂的任务;

星链、全球导航卫星系统及备用无线电通信功能整合到了一个天线模块中,设计大幅简化,增加了通信可靠性;

采用全新惯性导航系统及星敏感器,在高速飞行中也能精准判断位置及姿态;

智能电池与配电系统,提供2.7兆瓦的功率,为星舰上的21个高压驱动执行器、舵面、阀门等组件提供动力。还能实时监测与智能调度,确保飞行期间电力系统稳定可靠。

箭体关键部位安装了30多个摄像头,配合星链在飞行各个阶段以超120Mbps的速度回传高分辨率图像和数据。

(图:二代星舰飞船S33 图源:SpaceX)

任务方面:

星舰将首次释放载荷,模拟实际过程,在太空中释放10个星链模型,这些模型的大小、质量与星链V3卫星差不多;

在轨重启一台猛禽发动机,以测试其在真空状态下的工作能力;

规模更大,更具挑战的再入和回收:

移除了部分隔热瓦以测试星舰在“高风险区域”的耐热能力,部分区域安装了不同的隔热材料,评估材料耐热极限;

载荷舱两侧安装了未来用于抓取星舰的挂载点,但目前安装的是非结构版本,测试其在高温环境下的表现;

测试大气层再入压力,在最大动压点测试结构强度;

测试发射塔雷达传感器,测试多种雷达,提高返回捕捉距离的测量精度;

首次复用猛禽发动机,超重助推将复用第五次试飞时使用过的编号314的猛禽发动机,验证发动机可复用潜力。

此外,还对发射塔和“筷子”夹持装置进行了额外的加固和防护。

本次试飞中,33台猛禽发动机成功托举超重助推器和星舰起飞,首次复用的314号猛禽发动机也成功点火。

二代星舰S33在上升期间发生意外解体,计划的一系列测试任务未能完成,但B14超重助推器返场捕获回收十分顺利。

超重助推器返场点火时,计划点火的13台猛禽发动机有12台成功重新点燃,一台未能点燃。但随后超重型助推器着陆点火阶段13台猛禽发动机全部成功点燃。

(图:超重型助推器着陆点火阶段13台猛禽发动机全部成功点燃 图源:SpaceX星舰第七飞发射直播截图)

03

星链V3卫星

根据SpaceX发布的星链项目进展报告,2025年SpaceX计划通过星舰发射星链V3卫星,本次试飞S33就搭载了10颗与星链V3卫星质量、大小相近的模拟星链卫星,可惜未能成功入轨。

那么星链V3卫星相比当前的星链V2mini卫星有哪些升级呢?

信号传播速度大幅提升,星链V3卫星下行速度1Tbps,是V2 mini卫星的10倍,上行速度则为160Gbps,是V2 mini卫星的24倍。

卫星重量,按星舰运力100吨,一箭54星算,星链V3卫星单星重量约为1.8吨,V2 Mini则重740kg,后续将减至575kg,星链V3卫星重量大约是后者的3倍。

单次发射容量增加,如果使用星舰发射星链V3卫星,单次可发射54颗,通信容量为60Tbps,比猎鹰9号发射22次星链V2 Mini卫星(单颗容量96Gbps)的容量还大(按猎鹰9号一次最多发射29颗星链V2 Mini卫星计算)。

技术升级,星链V3搭载下一代计算机、调制解调器、波束成形和交换技术,数据传输更高效。激光通信能力增强,射频和激光回程容量4Tbps,卫星与地面站通信更快、更可靠。

(图:S33模拟星链卫星装载中 图源:SpaceX星舰第七飞发射直播截图)

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