
人类史上最大的火箭系统星舰(Starship),由SpaceX精心研发。在第14次飞行试验中,这枚火箭将开启全新的挑战——不再是简单的测试飞行,而是首次尝试进入绕地球轨道。这次任务还将部署26颗具备工作能力的星链(Starlink)卫星。一旦成功,星舰将从探索阶段正式进入到真正的轨道运营时代。(图/SpaceX)
SpaceX Starship Flight 14 – Launch & Booster Splashdown – LAUNCH STREAM
此番飞行14将在美国德州南部的星际基地发射升空,整个发射时间窗口为75分钟。与以往的试飞方式相比,本次任务有了质的飞跃——过去星舰采取的是预设亚轨道路线,这一次的关键差异在于:在各项系统确认无误之后,星舰会实施二次发动机点火,随后进入绕地球运行的轨道。
稳妥起见,SpaceX为此次任务制定了保守的执行策略。火箭升空以后,地面控制团队会逐一验证全部系统的运行状态,既包括主系统,也不遗漏备用系统。只要确保飞行器的可靠性达标,这才开始执行进轨点火。这一先进行亚轨道、后视情况进轨的策略,确保了任务前期保持充分的中止余地。
轨道级挑战正式启动
任务方案是这样安排的:超重型助推器(Super Heavy)工作约2分20秒后关停主引擎,与上层的星舰主体实现分离。星舰则接下来点燃自身搭载的6台发动机,独立继续其飞行任务。
此前的多次测试中,亚轨道飞行已经成为星舰采取的常规方式。这样的设计在火箭若有故障时能保证风险最低化——预定的轨迹会引导失控火箭坠落大海,避免对陆地人口和建筑构成威胁。
第14次则要走出这个框架。大约飞行25分钟的时刻,星舰会二次点火,将自身的飞行高度和速度同步提升至轨道级别,这意味着要达到第一宇宙速度——即每秒至少7.9公里的速度标准。
随后的第34分钟左右,星舰腹舱的26颗星链卫星将依序投放,整个释放过程需时约30分钟。
如此一来,星舰将首度在真实的轨道环境中完成卫星部署这一重要任务,相应的风险等级也高于以往的亚轨道试验。
一旦进入轨道,星舰无需再次点火就能围绕地球循环。完成既定观测后,它将重新开启发动机降低速度,重新进入大气。从升空时刻到最终再入大气的全过程,耗时约10小时。
特别需要说明的是,此次飞行不涉及任何主系统的回收工作。换句话说,这一轮任务的核心诉求并非展现「发射-入轨-回收」的闭环流程,而是率先论证星舰具有执行实质轨道任务的基本能力。
发动机结冰难题的新考验
此外,超重型助推器的发动机重启也是本次飞行的一大考验。虽然SpaceX曾多次成功驾驶超重型助推器返回发射塔区域并完成受控着陆,但现版本的助推器仍未完全摆脱技术隐患。
7月那一次试飞就是明证。当时助推器计划在墨西哥湾上空重启13台发动机来完成受控下降,可实际上仅有8台成功点火。
经过排查,SpaceX发现中心位置的3台发动机遭遇结冰。星舰所用的液态甲烷、液态氧等推进剂需要保持在极端低温环境。这些冷却剂虽可提升火箭效率,但其副作用也显而易见——管道、阀门乃至发动机结冰成了现实难题。
对此,SpaceX采取的应对之策包括:修改助推器的硬件结构,优化发动机过滤装置,并在软件层面做出升级,以增强发动机点火的稳定性。
由此可见,第14次飞行的任务不仅是为了证实星舰的轨道入场能力,更是对这些改良方案的实战检验。
关乎NASA月球计划的前哨战
星舰是否能顺利进入轨道,这个结果将直接影响到NASA的阿提米丝(Artemis)计划的推进。
NASA如今的构想是通过商业月球着陆系统把航天员再送回月表。在这个框架中,SpaceX的任务是基于星舰研发月面着陆器;蓝色起源(Blue Origin)的「蓝月」(Blue Moon)系统则是另一家承包商的方案。
实现人类重返月球的梦想,星舰技术体系扮演了不可或缺的角色。
然而,从如今的试验飞行到最终的月球着陆,还有更大的技术关隘需要通过,那就是太空推进剂转移技术。
星舰若要从近地轨道奔向月球,单单一次地面发射带上来的燃料是远远不足的。SpaceX的破解之策是:首先送星舰入轨,然后在太空中部署多艘星舰,让它们互相之间进行推进剂补充,这样月球去向的星舰便有了充足的燃料储备。这项在轨补燃的技术尚无任何国家大规模实施过,正是SpaceX下一步的努力方向。
文章来源:Unprecedented test flight of SpaceX’s Starship will aim for orbit