馬斯剋星艦二次試飛完成,一二級火箭成功分離後均自爆,怎麼回事

2023-11-19     科普大世界

原標題:馬斯剋星艦二次試飛完成,一二級火箭成功分離後均自爆,怎麼回事

馬斯克太空探索技術公司(SpaceX)的星艦超重型火箭第二次試飛完成。總體上看比第一次試飛好很多,可以說有了很大的進步,但是仍然算不上成功!

美國東部時間11月18日上午8時3分(北京時間11月18日21時03分),星艦在美國德克薩斯州博卡奇卡火箭發射基地發射升空,點火後起飛狀態很穩當。

數分鐘後一二級成功分離,上面級的飛船部分進入預定軌道繼續飛行,這一階段的表現堪稱完美。

然而之後問題就出現了,首先是一級「超重」助推器在高空中爆炸,化作了一團巨大的火焰,各種零件碎片漫天灑落,按原計劃它是要在受控狀態下濺落到墨西哥灣的。

不過在助推器爆炸之後,星艦的上面級飛船仍然在正常飛行,也進入了預定的飛行軌道。不料不久後星艦飛船的信號卻消失了,地面控制中心也找不到它的蹤影,美國全國公共廣播電台後來報道稱星艦失聯,SpaceX也證實與「星艦」失聯,並且被迫觸發其自毀系統,星艦上面級已如同首次試飛一樣自行爆炸。

這是星艦的第二次試飛,最終結果是一二級火箭均自爆,可能大家都還記得星艦在今年4月20日的第一次試飛,結果是星艦整體自爆,雖然兩次都是自爆,但從兩次飛行的總體表現來看,星艦的第二次試飛還是取得了很大進步的。

在星艦首飛時,一開始就出現了很多問題,比如星艦點火後經歷了7秒鐘箭體才離開了發射台,如此之長的時間很可能會發生摧毀發射台或者爆炸的危險。

而且起飛後就發生了箭體漂移現象,整發火箭明顯偏向了一邊,好在之後迅速修正了姿態。

但是在其升空之後人們發現一級助推器的好幾台發動機沒有啟動,有的還自行關閉,到最後關閉掉的發動機多達7台,導致火箭的推力不足,未能上升到30公里的高度就下墜了。

而且由於關閉的發動機偏向於一側,使得火箭推力不均,方向不定,在高空中翻起了筋斗,無法再正常飛行下去。

首飛時星艦的一二級也未能成功分離,最後地面控制人員不得不對其發出自爆指令,迫使火箭整體自行爆炸,變了一個巨大的火球。

因此從其飛行計劃來看,星艦的首次試飛是相當失敗的!但是馬斯克卻並不這麼想,他認為星艦首飛時不把發射台炸掉就是成功的,他的要求確實是太低了。

綜合來看,星艦的第二次發射試飛其整個過程的表現要遠高於首次試飛,實際上星艦的第二次發射的飛行計劃和第一次基本上是一樣的,只是第一次是開始後不久就失敗了,但是第二次發射在一二級分離前的表現卻相當棒,取得了多項成果。

首先是二次試飛時箭體並沒有明顯的偏移,所有的火箭發動機也都在全力工作,沒有一台未啟動或啟動後停機,甚至連出現故障的情況都沒有。

火箭上升的速度也很快,一二級分離後二級飛船部分最高上升到了148公里,遠超第一次試飛的28公里高度,而且最後的時速高達24124公里(秒速6.7公里),也很接近了第一宇宙速度(秒速7.9公里),所以起飛過程是十分完美的,可能很多人都沒想到第一次發射糟糕到那個樣子的星艦,在第二次發射後竟然如此棒。

同樣十分完美的是火箭箭體的一二級分離,這也是火箭試飛最重要的任務之一,更是星艦第二次飛行測試的重頭戲。因為星艦第一次試飛採用的冷分離,未能使一二級成功分離,所以這一次採用了一種簡單粗暴的新分離方法,稱為熱分級(hot-staging),用二級火箭的點火把一級火箭推開,過程如同將兩者之間的連接部分炸掉,沒想到居然一次成功。

這次的發射同時還是對發射台新式底座的一次試驗。星艦首次發射時,發射台下面的地基被摧毀,地基下方被火箭尾焰噴出了一個大坑。

當時發射台底座厚厚的水泥面板被火箭強大的噴射力從地上掀起,像炮彈一樣是四散飛射,資料顯示最遠甚至飛到了大約8.5公里(5英里)外的一個小鎮上。

但之後改進了底座——在下面鋪上了水冷鋼板,火箭發射時鋼板上的孔洞可以噴水,能給鋼板降溫,從其發射情況來看,這種底座表現良好。

星艦是迄今為止人類製造出的最大的火箭,無論從體積還是從推力上來說都是史無前例,它高達120米,一二級火箭的直徑都是9米,高度和體積都超過美蘇太空爭霸時製造的土星五號和N1火箭。

星艦的推力方面就更強了,它的一級助推器安裝了33台猛禽二代發動機,單台推力230噸,33台猛禽火箭發動機點火後每秒燃燒21.4噸推進劑,噴出的尾焰速度極快,產生的總推力高達7600噸,比兩發土星五號的推力還多800噸,相當於7髮長征五號火箭的總推力,毫無疑問是迄今人類製造的最大火箭。

雖然目前它還沒有完全試飛成功,但是其團隊勇於嘗試,大膽創新的精神將是其走向成功的最大動力,它的航天大戲的序幕正不斷拉開。

消息來源:《介面新聞》11月18日報道《時隔七個月,SpaceX星艦發射再失敗》

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