首页 热点资讯 正文

关于投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星的信息

本篇文章百科互动给大家谈谈投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星,以及对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。 本文目录: 1、首飞炸毁的马斯克“星舰”,能给我们什么样的启发?

本篇文章百科互动给大家谈谈投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星,以及对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。

本文目录:

首飞炸毁的马斯克“星舰”,能给我们什么样的启发?

最近两天投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星,笔者正忙于上海车展相关工作呢……突然之间,好友圈就“炸投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星了”。一些个平日只发些吃喝内容,整日里打听各地“肉价”的货色,居然摇身一变成为了航天迷,开始为“星舰”欢呼了。

 SpaceX于2019年9月公布的,“星舰”冲入火星大气层的概念图

是发射成功了吗?可是投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星我还记得,马斯克本人表示成功概率不大啊?所以带着疑惑,即便一大堆文债压身,我还是点开了新闻——

首飞失败,实际上火箭飞一半就“炸了”。

然而这却不妨碍,许多人继续欢呼和沸腾,即便是埃隆·马斯克自己也一早做好了失败的准备,甚至再三告诫大家成功的可能性很低。“只要没有在发射台上爆炸,就算是成功”,这话可是他自己说的。

 然而事实是,发射台虽然没炸,但损毁效果和炸也没啥区别了……

实际上,无论SpaceX的工程师还是埃隆·马斯克自己,对于“星舰”项目目前的不足,都是有着充分认识的。毕竟,仅仅下面级多达33台的发动机阵列,能否在得到起飞点火指令的同时一起点燃,都还存在严重的不确定性。这一点,一直到今年2月10日的第三次地面静态点火测试时,都还存在严重的问题(两台引擎没有点火)。而且类似的问题,在20日失败的首射任务中,变得更加的严重。

点火仅仅60秒,就已经有多达5台引擎熄火火,后续更是又熄了6台……

然而这毕竟是人类历史上,从未有过的“全民参与”型航天项目。

自“星舰”立项开始,SpaceX就对其进行了近乎全透明式地播报,向公众展示一切可以公布的细节信息,并以此从全球范围吸纳了数以亿计为其“打Call”的粉丝。而既然粉丝们的胃口已经被钓到了这种地步,那么发射也就成为了马斯克乃至SpaceX的“刚需”。

即便是用30亿美元打了个大烟花,该打的还是得打不是?

讲道理,这类前沿工程,当然是得支持的。但是这种“炸了就算赢了”又是什么道理?这几乎是近年来堪比“我同事去了就即是我去了”的荒唐画面

有关“星舰”首飞的过程,以及失败的细节,这两天各类公众号已传遍了简中网络,这里不再累述。

 “我告诉过你(多发)没那么容易”

所以今天,距离“大新闻”发生后隔了整整三天以后,笔者只得应一些读者要求,谈一谈和“星舰”项目。

当然,有关首射的细节,其实很多媒体、公众号已经详细说明了。所以我们只谈谈那些“大”的部分。

“星舰”图的是什么?

首先要确定的一点是,狭义的“星舰”,只是那谈洞个造型独特的入轨飞船部分。“星舰”与下面的推进器部分,这里用星舰火箭来称呼。

 2016年以来,星舰方案的演变

整个火箭的下面级,即SpaceX称为“超重型”(Super Heavy)的助推器部分,由33台“猛禽2”(Raptor2)液氧甲烷引擎组成。整个引擎分内外圈方式布置,外圈20台为固定式,内圈13台被安装在万向节的“猛禽2”,可以朝任意角度摆动最大15度。

而上面级部分“星舰”(Starship)本体,搭载3台专门优化真空比冲性能的“真空·猛禽”引擎,以及3台和“超重型”同配置的“猛禽2”引擎。后者同样被安装在万向节上,可以摆动最多15度。

 “超重型”尾部安装的发动机阵列,内侧的13个被置于可偏转的万向节上

与其对比,同为SpaceX旗下的猎鹰9的“梅林”引擎,摆动角度只有5度。能够像固定翼飞行器那样降落的航天飞机,其RS-25引擎仅能摆动12.5度。所以星舰火箭的两个组成部分,理论上可以在完成发射任务后,凭借剩余燃料在大气层内机动数千公里,返回发射场或者另择合适的地点降落。

在垂直降落问题上,远比“猎鹰9”以及“重型猎鹰”更好的机动性,是一个显著优势。这意味着,星舰可以相对从容地选择降落地点。

而在动力系统方面,姑且不论推力/比冲数据很不错的“猛禽2”与“真空·猛禽”,其埋侍哗主要优点还有二:

首先,甲烷燃料虽然在成本比专用煤油略高——后者若非苏联那样拥有超高品质油田,就只能和中国那样采用煤炭液化工艺制取以便成分精确可控(看谁再敢把“火箭烧煤”当梗来说)——但更不容易结焦,出现意外事故的概率更小。

其次,由于猛禽系列引擎采用液态温度为-161.5°C的甲烷为燃料,氧化剂液氧的液态保存温度则是-183℃。两者温差远小于液氢(-252.8℃)和液氧的,低温燃料-氧化剂罐体的隔温措施相对简单许多。

爱好者绘制的,星舰火箭与曾经的美国最弯行大火箭土星五号同比例并列对比图

此外,星舰火箭选用的美标304牌号不锈钢,也就是一般保温杯、不锈钢烧锅内胆材料那种“食品级”不锈钢材料,实际上是一种非常廉价的金属材料,最近这段时间的市场价格每吨售价仅仅3800元人民币,折合每千克3.8元。而航天级碳纤维,例如著名的T800HB,日本东丽生产大批量订购仍达到每千克2000元人民币。

而上述这一切叠加到一起,也就意味着星舰项目的本质,是探索一条如何采用传统“航宇级”规格标准以下的材料以及工艺,以尽可能低的成本去建造超大尺寸航天器,同时还要让这种设备具备至少不亚于“猎鹰9”的复用能力。

开始使用常规材料也就意味着,造价开始变得“正常”

其终极目标是,“星舰”和“超重型”在完成一次任务各自降落以后,可以经过简单的各项检测,在几个月甚至几周内,再次回到发射架上,安装到位并加注好燃料,进行执行下一次任务。

航天新时代的黎明

尽管已经最大限度地,考虑了成本和需求,但星舰火箭由于其体型之大,即使最终发射成功完全实现其初始设定指标,仍然存在着某些无法逾越的限制问题。

“超重型”需要检测结构,一个一个测试发动机。而“星舰”则要检查和修复隔热瓦。作为一种起飞质量达到5000吨的超重型航天发射平台,其注定无法和民航客机那样,在执行完毕一个航班飞行任务后,只经过简单检测加注燃料以后,立即投入下一个任务。这需要另一种思路的平台,例如中国航天科工集团公司目前正在推进的腾云工程,所采用的组合动力亚轨道飞行器+入轨航天器模式。

 星舰火箭的实质,是放大火箭体积,尝试接近当前技术的极限。同时降低原本航天项目的高标准,试探其可接受“下限”的边际……

一旦成功,则将诞生一种真正意义上的,如同客机执飞航班那样执行航天任务的,可以直接从机场起飞的航天发射平台。只不过这样的空天飞机系统,在规模上不可能超过现有航空器太多,而水平起飞、低维护要求的特性,也注定了其有效载荷比不可能与走大型化路线的星舰相比。

5000吨的星舰,宣称最大近地轨道投送能力为300吨,有效载荷比6%;在可回收模式下,最大近地轨道投送质量150吨,有效载荷比3%。而腾云工程的最终成果,总质量基本不可能超过300吨,有效载荷不会超过1.7%,即不超过5吨。

现阶段,未来航天器的两条主要路线,都已经初显端倪。星舰火箭刚刚进行了一次失败,但仍旧令无数人鼓舞地首飞。而腾云工程则在去年8月26日,进行了首次成功飞行。

根据中央电视台2022年8月26日的报道,这台由中国运载火箭技术研究院研制并制造的升力式亚轨道运载器,于当天在酒泉卫星发射中心再次点火垂直起飞,按照设定程序完成亚轨道飞行,平稳水平着陆于阿拉善右旗机场,成功实现我国亚轨道运载器首次飞行测试。

 腾云工程的具体状况不明,我们只能通过已经公布的少数模型,来推测其全貌

这看似,又将是一轮“花开两朵,各表一枝”式的前进探索。然而,儿童才会作选择题,成年人的目标是“全都要”。

十余年来,有关我国登月火箭方案的,即“长征九号”的论证,正在渐渐走向最终的定案阶段。根据目前流出的,以及各项展会期间展示的模型,其最终构型将会是一种类似星舰火箭的三级串联“光杆”造型,加注完毕后的总质量为3930吨规模,总高度超过百米。

 长征九号火箭的方案历经多变,最终被确定为现在的“光杆”式

马斯克给星舰火箭画的饼,是单发只要1000万美元,远期可以把价格降到200万美元。实际上和单发要价22亿美元的SLS相比,哪怕星舰在中远期能实现单箭将150吨载荷送入近地轨道要价还只要1.1亿美元,这都足以改变现有航天产业的现状。

尽管中国航天并没有美国那样,官商勾结成本虚高的问题,但“又便宜又好用”这一点对于我们来说,是具有同样的意义。

去年12月,SpaceX正式发布了名为“星盾”(Starshield)的卫星互联网星座项目。撕开所有话术包装与商业化虚词,其实质可以简单理解为“星链”(Starlink)星座的纯军用版本。

现阶段,美国的军事力量,已经深度依赖于美国的天际设施体系。无论是在轨部署的传感器、用于数据中继的节点,还是执行特定任务的功能型卫星体系。

SpaceX的“星盾”项目宣传图

因为深度依赖,所以脆弱不堪,特别在其“大国竞争”对手,已经掌握可靠、廉价而且有效的反卫星技术的今天。“星盾”项目的实质,是实现军用在轨航天器的分布式部署。如果单颗的,重达10吨且功能强大的电子侦察卫星,在直升式反卫星导弹的打击下是脆弱不堪的,那么20颗各重0.5吨,凑一起能大致实现类似功能的电子侦察卫星星座呢?

更何况,不久前发射的“星链”二代MINI星,重量已经达到了790kg。“星链”2.0号称极限可以达到2吨。平台增大也意味着,搭载设备和功能的质变。

 790kg重的“星链”2.0版mini星

227kg的0.9版“星链”卫星,充其量只能算个功能一般的太空路由器。但是2吨重的“星链”2.0,则可以根据需要配备各式各样的载荷,从提供数据中继功能外,变身电子侦察卫星、光学侦察卫星、红外线预警卫星,甚至是装载武器成为攻击卫星。而且凭借“星舰”的巨大载荷,成千上万的卫星混杂在一起,令对手既无法监测,更无法有效摧毁。

只有“魔法”才能击败“魔法”。真正的次世代航天竞争,已经拉开帷幕。我们在肯定SpaceX向前探出这一步的同时,更应该清醒认识到,这家从NASA乃至美军获取关键技术的企业,背后那隐约可见的美国国家机器身影。

当然上面这些思考,和参与到本次星舰狂欢中的许多人,是没有任何关系的。对于这一部分人来说,捧马斯克的同时踩一脚“你国”,似乎已经成了一种膝跳反射性行为,也可能是他们维持自我精神状态的必要。

对于这样群体,笔者在这里也借用一下“魔法”——

美利坚的资本主义宏大叙事,与氪个《原神》都肉疼的您,真的有关系吗?说实在的,诸位与其在简中互联网上制造数据垃圾,还不如尽早去“走线”呢。

【本文来自易车号作者汽车公社,版权归作者所有,任何形式转载请联系作者。内容仅代表作者观点,与易车无关】

马斯克星际飞船爆炸试验中止!不锈钢“高压锅”再次全身而退

为了给星际飞船测试材料性能,SpaceX 连续 4 次尝试把原型机加压至爆炸,还是未能成功。

北京时间 9 月 22 日 18 时 30 分,SpaceX 对飞船原型机 SN7.1 最近的一次加压测试宣告中止。来自全球数以十万计的航天爱好者蹲守在直播间蚂禅坐等爆炸发生,最终失望而归。

在此之前,飞船经历了持续八个半小时的连续加压,依然稳稳矗立在 SpaceX 飞船工厂的架子上。这已经是 SpaceX 第四次尝试把原型机加压至爆炸。

对于星际飞船材料性能的测试而言,未爆炸或许象征着更大的成功。在此之前,SpaceX 对飞船的材料进行了大范围更换,而近期一系列的测试就是验证新的不锈钢材料能够承受飞船飞行过程中的高压。在本月 14、15 日进行的测试中,飞船原型机 SN7.1 已经圆满完成了预期的压力测试。那之后,SpaceX 尝试对 SN7.1 进行更拍物拆大压力的测试,直至其爆炸,以给出飞船的极限能力。

2019 年 9 月,一场关于星际旅行的发布会在 SpaceX 位于得克萨斯的总部召开,当时最新的原型机 MK1 正式亮相,从那时开始,一系列密集的测试展开。

也是从那时开始,到本月初的原型机 SN6 进行低空飞行,SpaceX 都采用了 301 不锈钢。

目前,SpaceX 正以前所未有的速度大量生产飞船原型机,同时 SpaceX 尝试在飞船结构材料上进行替换,将原本的 301 不锈钢替换成 304L 不锈钢。304L 不锈钢的碳含量更少,在部分性能上也更好,因此广泛地用于制作综合性能(耐腐蚀和可塑性)要求更高的设备和机件。

但这仅是一个理论结果,在星际飞船这样的大工程上,用实际测试来检验材料性能才是王道。因此才有了主动爆破一台飞船原型机的一幕。

测试成功之后,后续的测试原型机以及最终的 Starship 飞船,都将改用 304L 不锈钢。

马斯克曾发袭枣文表示,Starship 抛弃航天领域更加常用的碳纤维,采用不锈钢材料制造,这是 SpaceX 又一个另辟蹊径的做法。

马斯克作为 SpaceX 的首席“工程师”,在这个重大路线上起着决定性的作用。正是马斯克的坚持,Starship 用上了不锈钢——这种日常生活中的普通材料。

这个做法也不难理解,按马斯克的介绍,碳纤维的价格是每公斤 135 美元,其中由于裁剪加工的原因,35% 的碳纤维都将成为废料,因而材料成本达到了每公斤近 200 美元;而不锈钢的价格则远远低于前者,仅为每公斤 3 美元,堪比白菜价。

在 Starship 的早期研发中,SpaceX 曾经锁定一种先进的碳纤维结构,但进展非常缓慢。于是,马斯克决定用不锈钢替换碳纤维。这有点反直觉,但 SpaceX 的工程师团队最终还是被马斯克说服。

不锈钢最大的优点在于便宜,且易于制造。但在通常耗资以亿计的航天任务中,这两个优点并没有多大的吸引力。而阻碍不锈钢在航天领域应用的重要原因,则是材料本身比较重。在 “斤斤计较” 的航天发射中,每降低一公斤的重量,都意味着荷载能力的提升,意义重大。

更致命的原因,是不锈钢的材料性质问题。我们知道飞船在高速穿过大气层时,表层温度能够达到上千摄氏度;另一方面,火箭、飞船携带的燃料(其中有液氧),温度却低至 - 180°C。极端的温度对航天器材料提出了极端的要求。

高温问题尚可通过隔热层进行保护,但多数不锈钢在低温情况下会变脆,比如典型的碳钢,经过液氮冷却后,用锤子一敲打,会像玻璃一样变得粉碎。

不锈钢的这一特性并非不可改变:提升其中的镍、铬含量可以大幅提高材料的延展性,即使在零下 165 摄氏度条件下,镍铬含量较高的不锈钢仍能表现得韧性十足,没有断裂的问题。

其实,美国在几十年前就曾在早期的 Atlas 项目上使用过不锈钢材料。但当时的缺陷在于,不锈钢材料太薄,导致支撑性严重不足,甚至在自重作用下就会发生坍塌。用马斯克的话说,当时的不锈钢就像一个钢铁气球,承受非常小的有效荷载仍然容易坍塌。

而 SpaceX 的做法是,将飞船用的不锈钢做成双层结构,中间设计了特殊的微孔,再用特殊的材料像做三明治一样将不锈钢粘合起来。这样首先解决了材料的强度问题,双层不锈钢让舰体强度得以加强,解决了自重坍塌的问题。

不仅如此,不锈钢之间的微孔能够在飞船数倍于音速的速度下,慢慢释放水或燃料,这一过程在飞船飞行中能够通过蒸发冷却的原理,降低表面的温度。

这是一个创新设计。马斯克表示,虽然不锈钢不算是最轻的,但已经是最合适的材料选择,如果再考虑到碳纤维所需要的特殊粘合手段,以及粘合剂本身的重量,采用不锈钢成了一个更加经济且成熟的方案。

不管是 301 不锈钢,还是 304L 不锈钢,本质上都是用成熟的工业级原材料替代宇航级原材料,原因只有一个:便宜。实际上,SpaceX 在宇航替代的路上,已经走得相当远了。

以电子器件为例,宇航级元器件是一种贵族般的存在。国内头部民营卫星公司九天微星曾发文介绍,航天器中的元器件需要经历苛刻的环境,除了发射时要禁得住剧烈的抖动和很高的温度,在绕地球飞行时,航天器还要经历高达 270°C 的温差。一只二极管只要上天验证成功,身价可以飙升上百倍甚至上万倍。

而对于电子器件来说,太空中的辐射可能更加致命,来自太空中的多种粒子都可能引起电子器件的异常,导致计算错误,严重的甚至可以毁掉整个航天器。

但 SpaceX 出于成本的考量,没有依赖昂贵的宇航级器件,而是尽量采用工业级元器件。

以过往载人飞船搭载的星载计算机和控制器举例,单个控制器价格约为 500 万元人民币,一共 14 个系统,为了追求高可靠性,每个系统 1+1 备份,一共 28 个控制器,成本总计约 1.4 亿人民币!

而 SpaceX 用工业级器件替代,将龙飞船主控芯片的总价降至约 2.7 万人民币。成本相差约 5000 倍。

那么是如何实现的?据 SpaceX 前火箭总师 John Muratore 透露,龙飞船一共有 18 个系统,每个系统配置了 3 块 X86 芯片,单价仅为 500 元左右。

与此同时,SpaceX 把双核拆成了两个单核,分别计算同样的数据。出于冗余的考量,每个系统配置 3 块芯片共 6 个核做计算。

如果其中 1 个核的数据和其他 5 个核不同,那么主控系统会告诉这个核重新启动,再把其他 5 个核的数据拷贝给重启的核,从而达到数据一直同步。周而复始,不让一个核掉队,确保计算结果的准确。

事实上,用成熟的工业器件代替传统的航天器件,已经成为一个成本压力之下的聪明选择。SpaceX 如此,其他民营航天公司也是如此。

而如何才能实现更多的替代,同时保证航天器可靠性,对民营航天公司来说已经是航天商业化趋势下的必然要求。在这一过程中,不断用实际的测试、飞行任务来验证器件的可靠性,已是所有民营航天公司的一大必修课。

在大笔投入人才、资金的情况下,SpaceX 正走着一条不断改进、不断测试的路线。而支持 SpaceX 这么做的一个重大原因,则是工厂里产能的提升。

马斯克说,如果你只是想造出一件东西,那可以由工程团队来完成。但如果数量更多的时候,就必须造出制造机器的机器。这也就是他所说的飞船产线。

事实上,特斯拉的量产经历让马斯克获得了不少扩大产线的经验,他将特斯拉产能爬坡时的经验也放到 Starship 生产线的建设当中。通过挑战工作安排,SpaceX 的得州工厂开始了 7x24 小时满负荷运转。

要让这样一个超大型飞行器脱离地球引力、进入轨道,未来在火星着陆,然后返回地球,马斯克当然知道这不是一蹴而就的事情。在很长时间里,他都相信,实现这一目标的唯一现实方法是通过反复试验,不断接近正确的设计。

“提升产量会解决许多问题,”马斯克说,“如果生产率高,产品迭代率就高。几乎所有的技术进展都取决于迭代次数,以及每次迭代之间所取得的进展。只有生产能力足够强,SpaceX 才能完成更多的迭代,同时在迭代中不断进步。”

他表示,目前 SpaceX 正试图打造一支庞大的舰队,让火星适合居住,使生命遍布多个行星。要实现这一目标,SpaceX 大概需要造出 1000 艘飞船,每艘飞船的有效载荷甚至比土星五型更大,更重要的是可以重复使用。

依然静静矗立在压力测试现场、等待下一次爆炸试验的飞船原型机 SN7.1,也许正是马斯克迈向这一宏伟计划的一小步。

关于投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星的信息  第1张

目标火星!SpaceX星船落地时爆炸,马斯克却高呼「胜利」

在本周三的试验中投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星,SpaceX发射了Starship SN8试验型火箭投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星,这是Starship系列火箭中的第八代。

此次的试验飞行成功地刷新了Starship系列火箭的 历史 高度——在三台主发动机的推动下,Starship SN8发射到了得克萨斯州上空近12.5公里的新高度。

在起飞后两分钟左右,Starship的三台发动机中一台熄火,但火箭仍依靠另外两台发动机持续攀升。然后在三分钟左右,另一个发动机熄灭,这时火箭还在继续攀升。

第三台发动机在4分30秒左右熄灭,这时Starship的方向变成了水平,平躺着向地面降落。

当火箭接近地面时,Starship的发动机重新点火,再次将火箭反转到了垂直方向,并尝试减缓下降速度。

但显然,着陆的难度比预想的要更难一些。在尝试着陆时,SpaceX试图进行「翻钟」动作。但由于火箭下降速度过快, Starship在触地后立刻发生了爆炸,火箭瞬间被火海吞没。

但是这次测试依然是一次成功的测试。火箭落地爆炸后,SpaceX的飞行控制员在社交媒体上祝贺自己的团队完成了一次出色的任务。

马斯克对此早有准备,爆炸后在推特上祝贺SpaceX团队

尽管落地时发生了爆炸, 但这一切其实都在马斯克的预料之中 。

早在火箭发射之前,就有人在推特上问过马斯克:「投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星你认为Starship有多大几率完好无损地落地投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星?」马陪慧斯克回复说:「很多事情都必须要做好才行芦或,大概1/3的概率吧。」

毫无疑问,此次火箭试验,目的是在于收集数据和信息,至于是否成功起飞降落,是次要的目标。

早在起飞前,SpaceX就曾在网站上指出:「对于这样的测试,完成一次完美的飞行并不是成功的标志,而是我们可以学到很多东西。这些信息在未来将快速推进Starship的项目开发,并提高成功的概率。」

SpaceX团队无疑在此次测试中收集了大量有价值的数据,用于改进SpaceX拥有的另外两台Starship原型机——SN9和SN10。

火箭落地爆炸后,马斯克也在推特上祝贺了SpaceX团队, 恭喜他们出色地完成了测试任务 。

投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星你正在阅读这篇文章时,SpaceX已经开始着手建造Starship的另一芦哗答个重要部件了——「超重型推进器(the Super Heavy booster)」。这款推进器将最终把Starship送入地球轨道。

在2019年9月,马斯克就预测SpaceX将在6个月内把Starship送入轨道,但一年多后这个目标的完成时间表似乎还很模糊。但这周的飞行测试无疑让马斯克离他的目标更近了一些。

每次 SpaceX 星际飞船爆炸,马斯克和团队学到了什么?

如果一开始你没有成功,再试一次。

航天器开发是一项有风险且有时具有爆炸性的业务。SpaceX 的Starship原型航天器就是一个例子。用于最终月球和火星旅行的完全可重复告好凳使用的发射系统对于爆炸、破裂和着陆失败并不陌生。

上面的超切视频显示了星际飞船早期开发中主要的SpaceX失败(有些是故意的,有些不是那么严重)。在 395 英尺(120 米)处,堆叠的 Starship 和 Super Heavy 火箭是世界上最高的火箭,Starship 设计用于在着陆时进行复杂的翻转和机动。

因此,许多此类失败的发生仅仅是因为 Starship 是一个试图做不寻常事情的新系统。尽管如此,这段视频是航天器开发中一些挑战的清晰(且有趣)的例子。了解有关每一次 Starship 失败的更多信息以及下面的“经验教训”。

SpaceX 的 SN1 原型机于 2020 年 2 月 28 日在德克萨斯州博卡奇卡附近的发射台进行压力测试时破裂。当时,原型机正在进行液氮压力测试。原型机的中部弯曲,然后向上射出,然后砸在地上。

根据爆炸发生后不久发布的一系列推文,公司创始人埃隆马斯克似乎从容应对失败,并提前考虑加强 SN2。“所以……你晚上过得怎么样?” 阅读 一条推文,其中附有原型死亡视频。紧接着是“没关系,我们会把它 磨光”,然后是 另一条推文,“当你需要 Flextape 时,它 在哪里!?”

原型 Starship SN3 的另一项低温压力测试(SN2 测试品很好)也没有按计划进行。Starship SN3 的原型油箱于 2020 年 4 月 2 日坍塌。SN3 试图证明它可以承受发射前装载的极冷燃料的高压。

在一条推文中 ,马斯克表示 SN3 在前一天晚上已经通过了环境温度测试。“我们将在早上查看数据审查结果,但这可能是测试配置错误,”马斯克 在后续帖子中说 ,并在另一条推文中补充道,“一些阀门在低温下泄漏。修复并将很快重新测试.”

SpaceX 的下一个原型星舰 SN4在火箭发动机测试后不久于 2020 年 5 月 29 日发生了火爆。在对其猛禽火箭发动机进行短暂测试后仅一分钟就发生了戏剧性的故障,但袜好爆炸发生后不久,还不清楚是什么导致了大火。就像过去的爆炸一样,马斯克一直说公司不断从每次测试中学习并不断前进。

也就是说,星际飞船 SN4 是迄今为止寿命最长、测试最多的星际飞船原型。SN4 在爆炸前经受住了五次静态点火发动机测试。

在失去 Starship SN4 之后,SpaceX 在继续开发 SN7 之前开发了 SN5 和 SN6 原型,该公司故意将其袜旅推向失败。

Starship SN7 原型坦克 在 2020 年 6 月 23 日的压力测试中破裂,但这次是计划中的失败。SN7在一周前又完成了一次压力测试,导致泄漏;考虑到计划中的爆炸,第二次测试要华丽得多。

马斯克在 2020 年 6 月 15 日的评论中表示,SN7 Starship 坦克的首次测试泄漏但没有爆炸,这是该计划发展的一个有希望的迹象。他补充说,该公司正在从 301 不锈钢转向 304L。

SN8 原型机于 2020 年 12 月 9 日进行了一次戏剧性的飞行,成功地达到了几个里程碑,但未能坚持着陆并在火球中喷发。原型机使用三个猛禽发动机发射到约 7.8 英里(12.5 公里)的高度 。

在最高高度,火箭 关闭发动机并执行“腹部翻转” 滑翔到发射台。然而,在着陆前再次启动发动机以尝试直立着陆后,由于燃料箱总管压力低于预期,火箭着陆太快。

马斯克对这一进展感到满意。“SN8做得很好!” 马斯克 于 12 月 9 日在 Twitter 上写道。“即使到达远地点也会很棒,所以一直控制着将陨石坑放在正确的位置是史诗般的。”

SpaceX 的 Starship SN9 在 2021 年 2 月 2 日成功爬升到比 SN8 更高的位置,然后在着陆时经历了自己的火热爆炸。它达到了大约 6.2 英里(10 公里)的目标高度,并进行了复杂的水平翻转以模拟重返地球大气层。但在飞行 6.5 分钟后,它对着陆点的打击太大,导致灾难性的结局。

“同样,我们刚刚得到的工作对登陆一点点,” SpaceX公司首席集成工程师约翰Insprucker说, SpaceX公司推出的网络中Ç AST。“我们得到了很多很好的数据,主要目标——在亚音速再入过程中展示对飞行器的控制——看起来非常好,我们将从中获得很多,”他补充道。

比其前身 SN9 做得更好的是,原型星舰 SN10于 2021 年 3 月 7 日飙升至其计划的 6.2 英里(10 公里)高度,进行了水平再入翻转练习,并返回地面以平稳着陆。不幸的是,SN10 着陆后不久就在基地附近看到了一些火焰,车辆很快在发射台上爆炸。

马斯克后来在推特上表示,由于燃料总箱问题可能导致推力低,航天器着陆速度有点太快了。硬着陆压碎了着陆系统的腿以及发动机裙部的一部分。几分钟后,由此产生的损坏导致了爆炸。

2021 年 3 月 30 日,SpaceX 的 Starship SN11在浓雾中升空,却遭遇了与 SN10 前身类似的命运。

与 SN10 一样,星舰 SN11 飞行到 6.2 英里(10 公里)的高度,然后返回地球进行着陆尝试。飞行六分钟后,机载摄像头被切断了。显然,它在返回地球之前在着陆台上方爆炸。

SpaceX 的发射评论员约翰·因斯普鲁克 (John Insprucker) 在广播中说:“看起来我们对 11 号星舰进行了另一次激动人心的测试。” “11号星舰不回来了,不用等着陆了。”

埃隆·马斯克后来写道,星际飞船 SN11 上的三个猛禽引擎中的第 2 个在上升过程中遇到了问题,当它重新点燃着陆燃烧时,情况只会变得更糟。马斯克当时在推特上写道: “着陆燃烧开始后不久发生了一些重要的事情。一旦我们可以在今天晚些时候检查这些碎片,就应该知道它是什么。”

在 Starship SN11 失败后,SpaceX 在经历了多次迭代后一度停止发射。然后,突破。

2021 年 5 月 5 日,SpaceX 的Starship SN15 原型机成功发射并安全着陆,之后没有爆炸。

这次试飞发生在艾伦·谢泼德( Alan Shepard)发射 60 周年之际,这是第一个进入太空的美国人,展示了 SpaceX 在开发星际飞船时学到的所有经验教训。

“SN15 在结构、航空电子设备和软件以及发动机方面进行了改进,将在整个生产和飞行过程中提高速度和效率:特别是,新的增强型航空电子设备套件、更新的后裙板推进剂结构以及新的猛禽发动机设计和配置,”SpaceX 代表在飞行描述中写道。

自那以后,SpaceX 已经转向更多星际飞船原型及其助推器 Super Heavy,因为它的目标是进行潜在的轨道飞行。2021 年 8 月,SpaceX 首次将其星际飞船 SN20 堆叠在超重型火箭上,成为世界上最高的火箭。

一边爆炸一边上天,马斯克为何成功?赚钱、技术“一鱼两吃”

发射现场

美国东部时间5月30日15时22分,猎鹰9号火箭搭载乘坐着NASA宇航员鲍勃·本肯(Bob Behnken)和道格·赫尔利(Doug Hurley)的载人龙飞船,从佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台点火升空。12分钟后飞船顺利进入近地轨道,朝国际空间站进发。

成立18年,SpaceX首次实现载人飞行,龙飞船成为继苏联东方号宇宙飞船、美国水星号飞船、苏联上升号飞船、美国双子座飞船、苏联联盟号飞船、美国阿波罗飞船、美国航天飞机、中国神舟飞船后毕培,人类 历史 上第9款载人入轨航天器。

一边爆炸、一边上天的SpaceX为何能成功?全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩对澎湃新闻()表示,从技术路线上看,龙飞船从货运到载人,“一鱼两吃”,兼顾赚钱和技术,走对投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星了路线。SpaceX的成功离不开NASA的出钱又出力。此外,商业公司除投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星了管理效率高,还敢于使用先进技术、不怕失败。

“一鱼两吃”,赚钱、技术两不误

龙飞船成功入轨并最终安全返回,将不仅意味着美国重启载人航天关键一发,也是开启商业载人航天新时代。

尽管过程曲折,但SpaceX之所以能取得龙飞手谨唯船载人首飞成功,全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩认为,重要原因之一是“从货运到载人,一鱼两吃”,兼顾赚钱与技术,走对投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星了路线。

一方面,SpaceX通过龙货运飞船向国际空间站运货赚钱,另一方面以此掌握天地往返运输的关键技术。在此基础上,SpaceX将飞船的货运舱改成载人舱,既获得技术经验,价格又便宜。

49岁的鲍勃·本肯和53岁的道格·赫尔利都在2000年被NASA选为宇航员。

载人龙飞船是SpaceX新一代宇宙飞船,用来送人类飞往国际空间站和其投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星他目的地。2012年,龙飞晌燃船成为第一艘向空间站运送货物的商业飞船,但龙飞船从一开始就被设计用来载人。

载人龙飞船和龙货运飞船都采用两舱式设计。“载人龙”是由乘员舱和非密封舱两部分组成的,龙货运飞船是由货运舱和非密封舱两部分组成的。

庞之浩介绍,为确保龙飞船快速从货运舱转换成乘员舱,除乘员逃逸系统、生命保障系统和允许乘员利用飞行计算机控制船载控制系统等与载人有关的特设系统外,载人龙飞船的乘员舱和龙货运飞船的货舱在结构上几乎是相同的。

NASA出钱出力出项目,商业公司承包

SpaceX的成功离不开NASA的出钱又出力。“资金直接投入、发射台便宜使用,给货运项目赚钱,还给技术支持,企业出现技术故障,NASA就派专家指导。”庞之浩表示。

“美国发展商业载人航天,就是为投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星了便宜。”以往航天由国家投资,成本非常高。而将近地轨道的天地往返交由商业公司承包,一是因为这一技术相对成熟,二是商业公司为了降低成本也会采取多种措施。这种采用官方发包、发射商承包的商业模式将为NASA节省大约200亿-300亿美元。

为支持商业载人航天发展,2014年,波音公司和SpaceX分别从美国航天局获得42亿和26亿美元的大合同,用以建造“星际客机”载人飞船和载人龙飞船。实际上,在2014年的大合同之后,NASA又陆续对两家公司增资。

与此同时,“商业公司能挖大企业人才,人才自由流动。”SpaceX的主要技术骨干来自传统的航天公司和硅谷的信息技术公司,也来自于NASA。

NASA局长与宇航员自拍

NASA载人航天计划负责人William Gerstenmaier在龙飞船首次载人试飞前加入SpaceX,在SpaceX位于加州的总部工作,为该项目保驾护航。Gerstenmaier在NASA工作了40个年头,在载人航天领域被视为世界顶级专家之一。

为使团队保持创新能力,SpaceX一直尝试着精简组织架构、省略更多的规范、去除不必要的过程管理。空气动力学家、航天技术专家黄志澄表示,扁平化的管理不仅激发了 科技 人员的创新热情,保证了整个研发工作团队的效率,也大大节约管理成本。

尝试新技术,允许失败

“民营公司有很多优势,除了管理效率高,他们敢于使用先进技术、不怕失败。”庞之浩认为,“无论是SpaceX的火箭还是飞船,都使用了一般巨头公司不敢采用的技术,先进便宜又可靠。”

猎鹰9号火箭可靠性高,一级、二级发动机效能世界领先。串联而成的两级火箭虽然“腰围”不粗,直径3.7米,但近地轨道推力达22.8吨。一级火箭9台发动机,其中一台出现问题也能可靠飞行。

载人龙飞船

SpaceX火箭和飞船采用重复使用技术,回收成常态。载人龙飞船采用的新型发射逃逸系统不使用逃逸塔,而是利用自身装配的超级天龙座发动机系统进行发射逃逸,让船箭分离。

飞船4个侧面分别装备推进器吊舱,每个吊舱配有2台超级天龙座发动机,互为备份。在这4组8台发动机中,任何1台出现故障都不会对飞船产生显著影响。

龙飞船载人首飞成功,马斯克说,“这是我和SpaceX所有人梦想成真。”而就在载人龙飞船发射前一天,SpaceX用于向月球、火星和更远的地方执行深空任务的“星舰”(Starship)研发又遭遇失败。

一台经历多次静态点火的原型机SN4在美国得克萨斯州博卡奇卡(Boca Chica)爆炸。这是SpaceX六个多月来在测试中被毁的第4枚原型机。

但原型机本就用于试验。SpaceX已经在研制更多“星舰”原型机,有观察员在博卡奇卡看到SpaceX开展SN5和SN6的相关工作以及SN7的初始硬件。

马斯克也曾在推特上透露,从SN1开始,每一代原型机会有一点点改进,至少迭代到SN20,最后实现Starship V1.0。

“马斯克多次失败,但敢于尝试新技术,最终获得成功。”庞之浩说,要算一笔大账,允许航天企业失败。

马斯克前往月球和火星的SpaceX公司的“星舰”飞船开发情况如何?

要说 SpaceX 是世界著名的宇宙公司,恐怕谁也不会否认。 猎鹰9号 ( Falcon9 )火箭的发射成绩是是很成功的。被称为 龙飞船 ( Crew Dragon ) 的国际空间站运输船,“ 星链 ( Starlink )”计划在地球近地轨道发射数万颗庞大数量的卫星,试图构筑全球宽带环境。 埃隆·马斯克 主导的太空 探索 技术公司颠覆了以往Old Space的所有想法,积累了很多意想不到的业绩。

这次来聊一下马斯克的“ 星舰(Starship)计划 ”。恐怕这是大家比较关心的一个项目。在此,介绍一下迄今为止SpaceX的“ 星舰 ”开发情况,以及正在准备的“ 超级重型助推器(Super Heavy) ”,以及未来的 月球 和 火星 之旅。

先简单介绍一下 SpaceX 。SpaceX 是世界领先的航天公司, 埃隆·马斯克 (Elon Musk) 担任 CEO。他从事的项目业务很多, 猎鹰9号 、 猎鹰重型火箭发射业务 、 星链项目大型卫星 星座 全球宽带业务 、 国际空间站ISS货运龙飞船 、 载人飞船龙飞船 (Crew Dragon)等业务。

星舰 高9米,直径9米。引擎是SpaceX开发的猛禽引擎。以液态氧、液态甲烷为燃料。非常 时尚 的设计和独特的形状。据说可以搭载100名乘客和大量的物资。顺便说一下, 星舰 的上部有条纹,带有这种条纹的 星舰 是载人用的。 星舰 的上部有瞭望区、私人客舱、公共空间、货物放置场等区域,甚至还有为了不被炸而设置的太阳风避难区域。

星舰 是能够裂型斗将卫星送入轨道,进行月球和火星旅行的宇宙飞船。到目前为止,进行了SN15的测试。那么,它们又经历了怎样的开发呢?

首先,在 星舰 的测试开始之前,用“ 星虫( Starhopper ) ”测试机进行测试。正如其名, 星虫 的目的在于肆磨验证上浮和着陆的技术。2019年4月3日,首先进行了被称为 静态燃烧试验 ( Static Fire test )的不发射形式在地面上进行 引擎喷射 的试验。之后,顺利完成。2019年7月25日,成功上升到约18米的高度。2019年8月27日,上升到150米高空,悬停也成功。之后,着陆试验也取得了成功。

还有初期阶段的原型MK1。2019年11月20日,油箱在加压测试过程中损坏。之后停止制造Mk2,将Mk3改名为租弯SN1,进行设计改良和制造。然后,2020年2月28日,SN1挑战燃料罐的加压测试,结果确认了测试损坏。SN2、SN3连续在同一测试中失败后,2020年4月26日,SN4进行加压测试,结果显示是成功。SN4也预定进行高度150米的试验飞行,但是在2020年5月29日猛禽引擎的燃烧试验中爆炸了。

2020年8月4日,SN5在150米高空成功进行飞行试验。SN6也进行了类似的飞行试验。在SN7中,罐壁厚度不同的SN7.1和7.2被制造了出来,这两个型号只从事燃料罐的极低温试验。

2021年2月10日,搭载了鼻锥和机翼的完整姿态的SN8在12.5公里高空进行了首次 高空飞行试验 ( High Attitude Flight Test ),从发射到再突破的试验均取得了成功。但是因为油箱减压的原因着陆失败。SN9也同样如此。

2021年3月4日,SN10在 高空飞行试验 中成功着陆,但着陆8分钟后爆炸。实际上,着陆时的速度比预想的要快,着陆时受到的冲击很大,所以燃料甲烷泄漏导致了爆炸。

2021年3月30日,SN11在雾中进行了第四次 高空飞行试验 。SN11由于管道系统的故障引擎发生异常。最终机体在空中解体、爆炸。因此,取消了SN12、13、14的制造。

然后是,制造机体、引擎、姿态控制系统等改良的SN15。SN15于2021年5月6日飞行,首次软着陆成功。

顺带一提,据说SN16用于展示,SN17被废弃,SN18、19取消了生产。

超级重型助推器 的组装,测试才刚刚开始。让我们按照时间顺序来分析。顺带一提, 超级重型助推器 的测试与 星舰 不同,使用BN和助推器的标记,并分配编号管理测试。

首先是 BN1 ( 助推器1 )。 BN1 于2021年3月完成。其目的是确认制造、组装以及运输到发射台。现在,因为达到了目的,所以报废了。

其次是 助推器2 。助推器2分为 BN2 和 BN2.1 进行测试。 BN2.1 与实际的 超级重型助推器(Super Heavy) 相比是缩小了很多的小型储存罐。据说是想用这个储存罐收集各种各样的情报。2021年6月,在这个储存罐中放入液体氮气,进行了 低温化的加压试验 和 焊接部分的长时间耐久性试验 。值得一提的是,BN2被用作 助推器3 的一部分。

再有就是 助推器3 。2021年7月19日,进行 助推器3 的 静态燃烧试验 ( Static Fire Test )。有报道称,试验后的 助推器3 将被转移到制造现场,并搭载 星舰 的SN15、16飞船,在今后进行飞行试验。

而且,现在开始着手推进 助推器4号 ,实际搭载 星舰 ,目前,正在进行首次发射试验的准备中。该实验预定在2021年底实施,2021年8月8日已经做好了以下准备。 星舰 将搭载 SN20 进行首次飞行测试。

实际上,从地球发射到环绕地球的轨道、月球和火星的时候,都是将 星舰 搭载到 超级重型助推器(Super Heavy) 上发射的。请看下面的想象图。这是正好从地球发射升空,在某个高度 星舰 与 超级重型助推器(Super Heavy) 分离的瞬间的画面。这样,分离后的 星舰 将飞向月球和火星,就像之前测试过的那样,登陆或升空。而且,实际上,它也被NASA选定为 阿尔忒弥斯计划 的月面运输机(着陆器)。

另外,还有这样的构想。那就是,在世界任何一个地方都能在1小时内移动的子弹式海外旅行。 超级重型助推器(Super Heavy) 搭载 星舰 从地球发射之前是一样的,但是在某个高度分离 星舰 ,飞出到宇宙空间一次,之后为了到达地球上的目的地,从宇宙再突入大气层,然后进行着陆。

SpaceX 公司以如此快的速度进行着人类从未尝试过的开发和测试,这让人不得不感慨马斯克的能力。

埃隆·马斯克 为了移民火星,创立了 SpaceX 公司。这些资金包括特斯拉, 埃隆·马斯克 使用自己创立的企业和基金的利益,作为 SpaceX 公司的运转资金。之后,随着卫星发射事业的成功,还有其他国家的发射事业的合约金,将移居火星事业运营稳定。把订金的利润交给星舰开发,是投入的状况。

未来,星舰研制成功后,靠近地球范围内有很多事情要做。参与NASA的许多计划、在环绕地球的轨道上建造中继站、地球-月球的往返宇宙飞船的开发、月球基地、也有绕月轨道站的建设。这其中的关键,就是星舰。目前,人类火箭种类中,发射能力达到100吨的,只有星舰。

埃隆·马斯克 认为 火星移民 是他的最终目标。

关于投资50亿美元开发了Starship的首次飞行爆炸马斯克尝试了又尝试,不计成本地登陆火星和的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

海报

本文转载自互联网,如有侵权,联系删除

本文地址:https://baikehd.com/news/36051.html

相关推荐

感谢您的支持