日前拿到美國聯邦航空局的『準飛證』後,美國太空探索技術公司《SpaceX》的『星艦』《Starship》項目17日將迎來首次試飛窗口。
『星艦』系統搭載了號稱『史上推力最強』的運載火箭。
這次是火箭與飛船首次『聯體』發射。
外界認為,如果首次試射成功,將具有裡程碑意義,意味著SpaceX創始人兼首席執行官馬斯克的火星移民計劃邁出關鍵一步。
馬斯克本人對首次試射表態謹慎,認為隻有50%的成功概率,甚至可能因天氣原因而推遲試射。
但是,不管結果如何,他說,首次試射都會讓人興奮。
首次『聯體』發射
SpaceX多年來一直致力於『星艦』的研發,目的是制造一種功能更強、可重復使用的火箭,以執行雄心勃勃的深空探索任務,將人類送到月球、火星甚至更遠的星球。
據SpaceX介紹,『星艦』總高度約120米,由兩部分組成,一個是名為『Super Heavy』的『超重型推進器』,高70米,配備33臺『猛禽』發動機;另一個是與系統同名的『星艦』飛船,高50米,配備6臺『猛禽』發動機,可運載貨物和人員。
按照計劃,『星艦』項目試飛定於美國東部時間4月17日上午8時《北京時間20時》起開放的150分鐘發射窗口內進行。
發射地點位於SpaceX名下的得克薩斯州『星際基地』《Starbase》。
首飛將不搭載人員或衛星。
SpaceX今年2月已成功進行一次『星艦』火箭推進器的地面點火試驗,這次是首次以火箭搭載飛船的『全配置』形態試飛。
如果一切順利,發射後不到三分鐘,火箭將與飛船分離並返回地球,最後墜入墨西哥灣,無回收計劃。
與火箭分離後,飛船的發動機將開始工作,推動飛船向太空飛去,並將達到軌道速度。
飛行大約6分半鐘後,飛船發動機將關閉,然後將在距地球表面約150英裡《約合24.14萬米》的高度飛行。
這一高度被認為進入外太空。
不過,飛船不會完成繞地一周的飛行,最後將濺落太平洋、以待回收。
首次試飛沒有著陸安排。
整個過程大約持續90分鐘。
據悉,首次試射主要為了驗證一些關鍵事項:飛船能否與火箭按計劃分離,以及飛船能否達到軌道速度,並最後返回地球。
史上最大最強
高達120米的『星艦』被認為是迄今為止最強大的太空運載系統。
『超重型火箭』可產生逾7500噸的推力,幾乎是其他運載火箭的兩倍,比如美國國家航空航天局《NASA》研制的『太空發射系統』。
值得一提的是,『超重型火箭』以甲烷為主要燃料,而不是傳統使用的重量輕、效率高的氫。
甲烷的優勢在於成本更低,更易處理,而且火星大氣中存在微量甲烷,便於未來『星艦』執行火星任務。
飛船的多功能屬性也使其不同於以往任何太空飛行器。
它可以承擔載人飛船、載人著陸器、推進劑加油機和衛星分配器等多重角色。
更引人註目的是,『星艦』的有效載荷能力堪稱史上之最。
一直以來,上世紀六七十年代用於『阿波羅』登月計劃的美國『土星五號』火箭享有『人類最大運載火箭』的美譽。
它高約111米,可將約130噸有效載荷帶入地球軌道,將約50噸有效載荷送往月球。
當前,NASA執行『阿耳忒彌斯2號』載人繞月飛行任務的新一代重型火箭『太空發射系統』,可向近地軌道發射約95噸有效載荷,並將27噸以上的載荷送入月球軌道。
相比之下,『星艦』的近地軌道運載能力可達150至250噸。
SpaceX目前最強大的『獵鷹重型』運載火箭也隻能將64噸的載荷送入近地軌道。
而『星艦』還能將超過100噸的有效載荷送上月球,同時還可以搭載多達100名乘客。
馬斯克曾表示,與專門用於載人登月的『土星五號』和『太空發射系統』不同,『星艦』憑借強大的運載能力和多用化設計,可執行『星鏈』衛星發射、向月球和火星運送航天員和設備,以及更富科幻色彩的外星移民和太空礦業開發。
不僅性能更強、功用更多,『星艦』的性價比似乎也更高。
根據SpaceX的設想,『星艦』是一種完全可重復使用的運載系統,可以大大降低其發射成本。
馬斯克曾宣稱,『星艦』的發射成本相當低,首次發射成本約30億美元。
一旦相關試驗取得成功,將啟動規模化生產,以每年建造100艘的速度,打造1000艘『星艦』組成的太空艦隊,將10萬人和相關物資運送到火星,實現從21世紀20年代後期開始移民火星的夢想。
邁向多星球物種
如果試射成功,外界認為,這將是一個重要裡程碑,標志著馬斯克的人類移民火星計劃邁出關鍵一步。
馬斯克曾說,『星艦』可以將『進入太空的成本降低幾個數量級』,讓人們能夠前往火星,並最終讓人類成為多星球物種。
美國航天產業研究、投資與戰略咨詢公司Quilty Analytics研究主管卡萊佈·亨利《Caleb Henry》表示:『‘星艦’是第一個真正能夠實現馬斯克讓人類成為多星球物種願景的運載工具』
『星艦』尚未起航,已有客戶『下單』。
日本億萬富翁前澤友作、美國億萬富翁賈裡德·艾薩克曼等已經預訂了『星艦』的『船票』。
前者預訂了『星艦』的繞月旅行,後者計劃與他人一同執行『星艦』首次飛行任務。
在實施『登火』計劃之前,『星艦』將首先用於發射衛星,並執行載人登月任務。
美國媒體稱,短期內,『星艦』需要定期發射,以便將下一代提供互聯網服務的『星鏈』衛星送入軌道。
與此同時,NASA已選擇『星艦』作為運載工具,實現美國『阿耳忒彌斯3號』載人登月計劃。
『星艦』最早可在2025年底將美國航天員送上月球。
《華盛頓郵報》稱,『星艦』如果發射成功,不僅能重塑太空探索,還可以推進科學研究。
由於其有效載荷能力強大,天文學家和天體物理學家開始重新思考可以將何種望遠鏡和儀器送入太空,這將『從質上改變天體物理學任務的構建方式』。
成功率可能僅50%?
不過,在『星艦』出發前一天,馬斯克並未表現出十足的信心,相反,他降低了外界的期望值。
『我們對這次發射會非常小心。
如果真出了問題,那問題可就大了』他在16日晚間的推特互動中說。
馬斯克坦承,此次行動面臨嚴峻的挑戰。
一個主要擔憂是,被馬斯克比喻為『手榴彈』的幾十臺發動機可能會帶來潛在的危險。
他說,如果某一臺發動機出現問題可能會連帶破壞其他發動機、火箭其他部件甚至發射臺。
重建發射臺可能需要幾個月。
這次試飛『只要不炸毀發射臺,就算成功了』,馬斯克說。
除了技術上的挑戰,天氣狀況和風力也可能影響此次發射甚至導致發射推遲。
馬斯克此前表示,17日的試射『出現問題的可能性更大』,『希望有50%的機會進入軌道』。
美國媒體認為,50%的成功率不等於結果必然失敗。
『獵鷹重型』火箭在2018年首次發射之前,馬斯克也預計成功幾率隻有一半,但最後卻取得成功。
雖然對發射結果很謹慎,但馬斯克說,試射『保證會令人興奮,不會無聊』。
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