距离上次星舰轨道发射差不多有三个月了,昨天,星舰再次回到了发射台。spaceX把一枚最新制造的星舰一级火箭,从工厂区域,拖到了发射台。
转运途中
可以看到星舰的栅格舵
这一次拖出来的是星舰一级,编号B9,这也是4月20日星舰进行第一次轨道发射以来,第一个返回发射台的星舰一级火箭。在星舰的首次发射中,星舰的一级二级尚未分离,发射就失败了。更糟糕的是,发射时候发动机的巨大冲击力,把发射台下面砸出一个大坑,发射台本身也遭受了严重损坏。
星舰首次轨道发射的壮观景象
发射后的发射台底部受到严重损毁
不过经过了三个月的紧张维修,发射台底部的大坑不仅被填平,还安装上了多孔水冷钢板。前几天这些水冷装置也进行了测试,巨大的水流从发射台底部喷涌而出。这些水流可以在火箭发射时候进行有效冷却,这样在发射以后,发射台可以很快的投入下一次的任务。
马斯克对发射台的整修还是很乐观的,他曾经在6月份,表示发射台将在6到八周以后,也就是8月底之前准备完毕,可以进行下一次轨道发射。目前看来,发射台维修的进度还是很快的。
马斯克最近透露,针对星舰第一次发射中出现的问题,星舰的设计将迎来多处改进。
目前在星舰工厂完工的星舰一级和二级
B9吊运到发射台上
其中最重要的一个设计改变,就是星舰的一级和二级分离,将改为热分离。我们经常说的星舰火箭,是一个二级结构的火箭,一级底部有33台发动机,采用液氧和甲烷作为动力。二级有6台发动机,3台是真空型猛禽火箭发动机,在高空点火,而还有三台是普通的猛禽火箭发动机,在二级火箭落地前点火,起到反推和减速的作用。
星舰第一次发射的时候,一二级还没有分离就在空中爆炸了,不过经过对发射数据的研究,马斯克决定,一二级的分离改为热分离。
网友设想的星舰一二级热分离设计
所谓热分离,就是星舰的一级发动机还没有停止工作,至少是没有全部停止工作。这时候星舰的二级点火,直接从一级顶端起飞,然后二者脱离。我们看到的多数火箭,都是冷分离。也就是一级火箭停止工作后,火箭惯性向前飞,此时一二级分离开,然后二级点火,继续推动火箭飞行。
不过热分离也并不罕见,俄罗斯的联盟火箭,就是典型的热分离,从联盟火箭的照片就可以看到,火箭的一级和二级之间是栅栏形状的连接,这就是典型的热分离火箭的级间段设计。
俄罗斯 联盟火箭的一级和二级之间就是热分离,级间段是栅栏形状的
热分离的设计难点在于,一二级没有分开的时候,二级发动机就点燃了。因此一二级之间一定要留有空隙,让炽热的火箭燃气从空隙处喷出来,不然就会把二级顶端给烧穿了。星舰工厂的施工现场,已经有人拍到了这个打满了孔的级间段。
星舰工厂拍到的级间段,可以看到预留的打孔位置
网友制作的 级间段的效果图
用马斯克的话来说,热分离可以做到“永不停止的推力”。因为一级停止工作那一段时间,由于空气阻力,会损失掉一部分推力,反过来影响了火箭的运力。按照马斯克的计算,星舰改为热分离以后,可以增加大约10%的运力,这个数字已经相当高了。
马斯克透露的其他方面的改进还包括,起飞时候一级发动机推力会更高,火箭会更快的离开发射台。还有就是而发射台下面铺设了1000立方米的钢筋混凝土,并且安装了喷水装置,防止第一次发射台被火箭燃气喷出大坑的问题重现。
星舰发射台的改进施工中
星舰的第一次发射中,从起飞开始,一级火箭就有多台猛禽发动机工作不正常。马斯克对此解释说,那是因为用了不同时间生产的多种改型猛禽发动机,是名副其实的混搭。针对首次发射中发动机的问题,也进行了改进,特别是针对从涡轮泵到发动机燃烧室之间燃气管道的泄漏,做了加强。
马斯克透露,星舰的改进,林林总总,有1000多项。目前今年,星舰项目已经投入了20多亿,算上后续的发射计划,今年将投资30亿,与马斯克的预计差不多。
有人问到星链上市问题,马斯克拒绝评论,看来上次大嘴巴说特斯拉的股价问题,被美国证监会调查,还是让他长了记性的。