SpaceX“星艦”再次爆炸,距離成功還有多遠?
來源:環(huán)球時報
【環(huán)球時報記者 樊巍 環(huán)球時報特約記者 陳山】美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX公司)時隔7個月后,于18日再次進行了“星艦”重型火箭的發(fā)射,但這次各方高度關(guān)注的發(fā)射仍以失敗告終。美國有線電視新聞網(wǎng)形容說,“星艦”第二次試飛比今年4月嘗試時走得更遠,不幸的是沒能完成所有預(yù)定計劃,最終還是再次爆炸。那么這次“星艦”發(fā)射到底取得了哪些進步,距離成功還有多遠呢?
火箭第一級33臺發(fā)動機起飛階段均正常工作。
“星艦”重型火箭于18日順利升空。
比今年4月“走得更遠”
美國“太空”網(wǎng)站18日稱,“星艦”重型火箭總高約120米,由高約70米的第一級“超級重型助推器”和頂部的第二級“星艦”飛船組成。在18日的發(fā)射中,火箭升空不到3分鐘后成功實現(xiàn)一二級分離,但此后任務(wù)控制中心與“星艦”飛船失去聯(lián)系,被迫啟動自毀系統(tǒng)。
根據(jù)SpaceX公司隨后發(fā)布的數(shù)據(jù),“超級重型助推器”在起飛過程中,33臺發(fā)動機全部正常工作直至一二級分離,但在下降模擬回收過程中突然發(fā)生爆炸。而“星艦”飛船雖然不受影響繼續(xù)升空,卻在約148公里的高度因與地面指揮中心“失聯(lián)”而觸發(fā)“自動飛行終止系統(tǒng)”,后者用于在火箭出現(xiàn)問題或偏離航線時,自動摧毀飛行器避免造成附帶傷害。
報道稱,在4月的首次發(fā)射時,“超級重型助推器”有多臺發(fā)動機無法正常工作,火箭在半空中爆炸,發(fā)射以失敗告終。相比之下,11月18日的這次發(fā)射成功得多,“星艦”飛船的飛行高度超過100公里,標(biāo)志著它已正式進入太空。美國有線電視新聞網(wǎng)形容說,“星艦”第二次試飛比今年4月嘗試時走得更遠。
SpaceX通過X平臺的官方賬號發(fā)文稱,“祝賀整個SpaceX團隊完成了令人激動的‘星艦’第二次綜合飛行測試!‘星艦’在超級重型助推器上全部33個‘猛禽’發(fā)動機的推動下成功升空,并順利分離。”
如何看待這次發(fā)射的成敗?
該如何看待“星艦”的這次發(fā)射成敗呢?國際宇航聯(lián)空間運輸委員會副主席楊宇光接受《環(huán)球時報》記者采訪時表示:“我個人認為,這次‘星艦’取得的進步還是很大的。可以看到在此次任務(wù)中,‘星艦’第一級火箭在多臺發(fā)動機并聯(lián)的動力學(xué)解耦方面做了很多工作,從起飛一直到一二級分離,第一級火箭的33臺發(fā)動機都沒有熄火。”根據(jù)SpaceX公司發(fā)布的信息,為解決多臺發(fā)動機并聯(lián)導(dǎo)致的不可靠問題,該公司在原先“超級重型助推器”的基礎(chǔ)上實施了一系列補救措施,例如發(fā)動機之間加隔板、替換密封件、更改結(jié)構(gòu)設(shè)計、用焊接替代某些機械連接、更換高強度螺栓以及加強泄漏監(jiān)測等。針對4月發(fā)射后火箭發(fā)射臺出現(xiàn)損壞的情況,SpaceX對整個發(fā)射臺進行了全面修理,安裝了一整套夾層水冷鋼板系統(tǒng),在18日的發(fā)射中成功經(jīng)受住了33臺發(fā)動機烈焰的考驗。
不過楊宇光也提到,需要強調(diào)的是,雖然火箭第一級的33臺發(fā)動機在初始發(fā)射階段沒有熄火,但它是否完全工作正常,現(xiàn)在還不能下定論。因為根據(jù)“星艦”的發(fā)射計劃,第一級在分離后需要進行二次點火,然后降落到預(yù)定區(qū)域。然而從直播畫面中可以看到,第一級在分離后,多臺發(fā)動機并沒有成功實現(xiàn)二次點火,造成推力的不對稱,導(dǎo)致姿態(tài)失控。“這些未能實現(xiàn)二次點火的發(fā)動機究竟遭遇什么故障,目前還沒有說法,可能是初始發(fā)射階段33臺發(fā)動機共同工作時的動力學(xué)耦合引起的,就是說在劇烈飛行的過程中,發(fā)動機之間互相造成了影響,最終出現(xiàn)故障。”
此次任務(wù)中還有一個問題也需要進一步摸清楚,就是一二級分離后,第二級也就是“星艦”飛船最終為何失聯(lián)?楊宇光表示,理論上第一級能做到33臺發(fā)動機不熄火,第二級的問題應(yīng)該不大,但后者卻失聯(lián)了,這就像“渡過了大江大河”卻在“小河溝里翻船”,最后的故障定位值得關(guān)注。
“星艦”這次發(fā)射還測試了所謂“熱分離”技術(shù),即在“星艦”第一級發(fā)動機大部分關(guān)機,而兩級尚未分離的狀態(tài)下,直接點燃第二級發(fā)動機,利用后者的噴流,直接將火箭兩級噴開,從而達到一二級分離的效果。楊宇光表示,有觀點認為,此次發(fā)射任務(wù)證明了“星艦”的“熱分離”技術(shù)取得完全成功,“我認為這種說法也值得商榷,第一級在分離后因為多臺發(fā)動機未能二次點火成功造成姿態(tài)失控以及第二級最后失聯(lián),這些是否和熱分離的過程有關(guān)系,目前尚無定論,應(yīng)該說火箭一二級之間確實實現(xiàn)了熱分離,但是這項熱分離技術(shù)最后是否取得完全成功,還有待觀察。”
楊宇光總結(jié)說,無論如何,這一次發(fā)射任務(wù)是具有進步意義的,故障的確認會在技術(shù)層面帶來很大的收獲。至于說具體是什么技術(shù)問題,理論上最終都是可以解決的。
后續(xù)影響有多大?
“星艦”是迄今全球體積最大、推力最強的運載火箭,美國計劃用它完成月球探測乃至火星殖民等一系列任務(wù)。尤其是在美國“阿耳忒彌斯”重返月球計劃中,SLS火箭+“獵戶座”飛船+登月版“星艦”是最關(guān)鍵的三個部分,缺一不可。按照美國國家航空航天局的規(guī)劃,登月版“星艦”將載著航天員離開“門戶”月球空間站,執(zhí)行登月任務(wù);降落月面完成任務(wù)后,“星艦”再次起飛前往月球門戶與之對接,將航天員送到“門戶”空間站。如今“星艦”已成為“阿耳忒彌斯”計劃中“拖后腿”的部分。楊宇光認為,此次任務(wù)的失利有可能會影響到美國“阿耳忒彌斯”登月計劃的進度。即便“星艦”這次發(fā)射取得成功,后續(xù)還需解決回收的問題、第二級的熱防護問題、太空中燃料補加等都面臨很多技術(shù)上的挑戰(zhàn)。他表示,“美國宣布計劃在2025年以前再次進行載人登月,目前還有兩年時間,看起來很緊迫,不排除再次推遲”。
楊宇光表示,即便下一次任務(wù),“星艦”完全成功的可能性也不會特別大,雖然如今“星艦”每次發(fā)射任務(wù)確實都往前進了一大步,但從第一次和第二次飛行試驗設(shè)定的目標(biāo)來看,中間還有很多技術(shù)問題需要解決,許多問題沒得到驗證,還有很長的路要走。
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