超级巨箭第3飞成功进入太空,巨型级段返回遗憾爆炸解体

轻舟一 2024-03-16 11:33:43

北京时间2024年3月14日21:25(美国中部夏令时14日08:25),太空探索技术公司“星舰”/“超级重型”(S28/B10)运载火箭从得克萨斯州博卡奇卡发射场OLP-1工位发射升空,飞行过程中,一二级点火飞行正常,23分46秒,经过15分10秒滑行后“星舰”进入远地点高度234千米的跨大气层轨道(Transatmospheric orbit,TAO),发射任务取得成功。

世界航天史上第一巨箭!

“星舰”/“超级重型”(Starship/Super Heavy)运载火箭(简称“星舰”系统或“星舰”)为美国太空探索技术集团公司(SpaceX)研制的重型两级双低温液体运载火箭,采用两级串联构型,一二级主动力全部采用液氧甲烷发动机,箭体材料主要使用不锈钢。该箭一级名为“超级重型”,二级名为“星舰”,一二级均可实现回收复用,是世界航天史上第一型完全可重复使用运载火箭。

该箭一级高度71米,配备33台的“猛禽2”(Raptor 2)发动机,该发动机采用全流量分级燃烧循环,直径1.3米,高度3.1米,单台推力约230吨(2250千牛)。“猛禽2”发动机具备良好的多次点火能力,可不做维护连续执行发射。二级高度50米,配备3台“猛禽2”发动机和3台真空版“猛禽2”(Raptor 2 Vacuum)发动机,真空版“猛禽2”直径2.3米,高度4.6米,真空推力258吨。

“星舰”/“超级重型”长121米,一二级直径9米,起飞质量5000吨,起飞推力可达约7600吨,其标准近地轨道运力250吨,回收状态近地轨道运力150吨,在轨加注支持下地月转移轨道运力大于100吨。按照设计,“超级重型”将采用返场着陆回收,返回过程中使用四个栅格舵控制姿态落点,着陆的最后阶段发射场的夹持装置(Mechazilla)将夹住箭体并卡住栅格舵实现回收。“星舰”在表面覆盖隔热瓦,再入大气层时,覆盖隔热瓦的一侧作为迎风面朝下。

“星舰”/“超级重型”是一型超级巨箭,是世界航天史上起飞质量最大、起飞推力最大、近地轨道运载能力最强的运载火箭,其近地轨道运力相较于此前最强的“土星五号”的122.4吨实现了倍增。

“星舰”系统首次成功进入太空!

本次任务是“星舰”/“超级重型”的第3次测试飞行(IFT-3),使用了编号B10的一级火箭“超级重型”和编号S28的二级火箭“星舰”。本次任务,“星舰”/“超级重型”瞄准远地点高度235千米的跨大气层轨道(TAO),是一次亚轨道飞行。根据任务设定,完成飞行后,一级“超级重型”会在墨西哥湾实现软溅落,二级“星舰”则会再入大气层坠入印度洋,二者均不做回收复用。

太空探索技术公司给本次任务设定了5大目标,包括一二级成功点火飞行、打开和关闭“星舰”有效载荷舱门、在二级(“星舰”)滑行段进行推进剂转移试验、“猛禽”(Raptor)发动机首次在轨二次点火以及二级(“星舰”)的可控再入。

火箭飞行过程中,一二级点火飞行正常;“星舰”有效载荷舱门成功打开和关闭;二级(“星舰”)滑行段进行了推进剂转移试验,推进剂成功在航天器头部贮箱与主贮箱之间实现转移;按照原计划,发射约40分钟后“星舰”“猛禽”发动机会进行短暂的重新点火,由于航天器的滚转速率(roll rates)问题,发动机二次点火被取消;发射约49分40秒,“星舰”下降至65千米的高度时,遥测数据丢失,推测已经爆炸解体,未能实现可控再入。

此外,作为本次测试飞行的一部分,一级“超级重型”原计划经过发动机着陆点火后溅落至墨西哥湾,然而在距离海面462米时“超级重型”爆炸解体。

总体而言,在“星舰”第3次测试飞行中,二级成功进入了目标轨道,入轨速度26486千米/小时(约7.36千米/秒),远地点高度234千米,并完成了5项目标中的3项,是一次成功的测试飞行。即便以设定目标来衡量,本次任务实现了大部分目标,也可以定义为部分成功。

作者:木兰星舟

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