马斯克今发布最强宇宙飞船!半年内密集试飞,冲刺星际旅行

作者:李贤焕、杨大可 

来源: DeepTech深科技

北京时间 9 月 29 日早上,SpaceX 在位于德州的制造基地召开新闻发布会,正式亮相了 SpaceX 最新的星际飞船原型舰:Mk1,并宣布未来半年将进行高密度飞行测试。一开场,SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克表示,“世界上有许多让人担心的、关心的事情,也有很多的麻烦,这些都很重要,我们需要解决它们。但我们也需要能找到让我们为活着而感到兴奋的东西,让我们在早上醒来时能兴奋地为未来的一部分进行思考,这是很棒的,而太空探索就是其中之一,让人类成为一种太空文明存在。”这瞬间点燃了现场人们的激情,他说,“我们要为人类成为一个太空文明需要做出重大突破。显然,SpaceX 的星际飞船是实现这一重大突破的有力推进器。现场视频回顾了最早期猎鹰火箭的飞行视频、2018 年重型猎鹰首飞的记录视频。发布会现场,SpaceX 最早期的运载火箭猎鹰 1 号和 Starship 原型舰一同亮相,两者明显的身高差距让猎鹰 1 号就像是一个刚出生的婴儿,这一鲜明对比显示出了 SpaceX 过去的成长,征服太空的初心未改,马斯克正在慢慢将其变为现实。图 | 发布会现场(来源:SpaceX)马斯克心中的Starship渐成型

从 2016 年开始,马斯克就在各种场合展示过不同设计版本的 Starship,直到现在,我们终于能看见用于测试的实物。图 | 位于德州基地的Starship 原型舰(来源:SpaceX)马斯克介绍,Starship 飞船高度达到 50 米,直径 9 米,净重达到 120 吨,马斯克表示:未来如果运气好,可能会把净重降到 110 吨,那将会是史诗级的突破。在最多携带 1200 吨燃料的情况下,Starship 的有效载荷最高可达 150 吨,这一数字已超过登月使用的土星 5 号超重型运载火箭,该火箭是史上运载能力最强的火箭

(来源:SpaceX)

与此同时,Starship 在正常情况下还具备 50 吨的返回载荷,能够将人类或货物带回地球表面。图 | Mk1 内搭载3台猛禽火箭发动机马斯克透露,Starship 最终选择了不锈钢合金外壳,这其实不是最初的设计方案,而是在多个因素考量下的最优选择。他表示通常人们会认为使用不锈钢很重,然而并非如此,实际上它是最轻的结构。根据此前的介绍,SpaceX 使用的这种不锈钢在室温下的强度不及碳纤维,但在太空中常遇到的低温或高温环境下表现都要比碳纤维好,尤其是高温环境。(来源:SpaceX)作为可重复使用的飞船,这种设计还有一个好处:不锈钢的成本大概是碳纤维的 2%。这样重复使用的维护费用也较低,还便于快速生产和安装。此次发布会的飞船,其结构就是在室外环境中直接焊接而成的。飞船外壳并未涂装,而是采用镜面抛光工艺替代隔热材料以应对高温烧蚀。而船体出入大气层产生的热量会依靠船体内剩余的液态甲烷进行冷却。与直觉相违背的是,马斯克表示 Starship 在实际使用中并不是以垂直的姿态进入大气层,而是以 60° 倾斜的姿态及 25 倍音速的超高速度“躺着”进入大气层的。最终在接近地面时转身,垂直落地以实现回收。如此一来,Starship 对舰体的隔热提出了苛刻的要求,考虑了之前历代使用的隔热材料,SpaceX 最终确定了飞船的隔热罩设计——六角形隔热板和隔热陶瓷瓦,它们都很轻却有着非常好的热抵抗性。大部分的迎风面都会使用六角形和陶瓷的隔热板,热点区域会用蒸腾冷却技术辅助,而背风面则不需要隔热板。关于 Starship 的一级火箭:Super heavy ,最新的消息显示 Super heavy 高度达到 69 米,直径 9 米,在设计上最多能够搭载 37 台猛禽发动机,具体数量能够根据实际需要进行灵活加减。此外,本次展示的最终形态 Super heavy 将配备 6 个起落架,推进剂最大容量达到 3300 吨。 (来源:SpaceX)

69 米的 Super Heavy 加上 Starship,“箭船”组合的高度将接近 120 米,这比此前公布的迷你版 Starship 又长高了数米。如此一来,Starship 将超过著名的土星 5 号登月时所使用的火箭,成为最高的航天器。

(来源:SpaceX)

密集的时间表:半年内多次飞行

在过去的很长时间里,SpaceX 位于德克萨斯州博卡奇卡的开发基地里只有一个被戏称为“高压锅” 的 Starhopper 稳稳立着,随着 Starhopper 完成了悬停实验,这个高压锅以及“Starhopper”这个名称一起退出历史舞台。马斯克在发布会上正式宣布,SpaceX 将在未来的 1~2 个月内完成 20 km 亚轨道飞行测试,而执行测试任务的将是外形上更加接近飞船最终形态的“Mk1”。与此同时,SpaceX 也正在佛罗里达州打造另一型测试原型舰体 Mk2,马斯克表示,Mk1 和将要成型的 Mk2 将会在对比和竞争中改进 Starship 的最终设计。图 | Starship 飞船对比图(来源:SpaceX)就在我们已经习惯了 SpaceX 测试、发射不断推迟时,马斯克却在今天突然给出了“史上”最为密集的测试时间表。马斯克在发布会后的问答环节表示,除了之前已经透露的 Mk1 和 Mk2,接下来还会有 Mk3、Mk4、Mk5 等多个型号的测试原型舰。其中 Mk3 的制造工作将在一个月后开始,而 Mk4、Mk5 也将在未来半年内开始。由于 Starship 本身无法实现入轨飞行,到了 Mk4、Mk5 阶段的测试,SpaceX 将尝试用 Super heavy 和 Starship 一起实现入轨飞行。同时,SpaceX 也将在接下来一年内在制造和各种性能的设计上加快速度。(来源:SpaceX)为了这次发布会,SpaceX 在过去的几天里日夜不停赶工,马斯克甚至半夜依然在场“督战”,深夜发推汇报进展。发布会前一天,SpaceX 最终将基本成型的 Mk1 竖在了场地里。不得不说,Starship Mk1 外观像铁皮焊接而成,结构脆弱且非常不美观,看起来甚至会让人怀疑这玩意儿会不会漏风。相比于 SpaceX 展示的 Starship 最终形态的概念图,兼具美感与科幻感,让人很难将两者联系起来,或者说 Mk1 更像是 Starship 的山寨版本。正如前文所说,搭载 3 台猛禽发动机的 Mk1 只是进行亚轨道飞行测试,后续的测试还会有更新版原型舰体,所以 SpaceX 至少在 Mk1 的材料和外观上表现出了最大程度的朴素。除此之外,由于 Mk1 需要电池组为飞船提供电源,SpaceX 直接从特斯拉拿来四块 Model S / X 的电池组,原封不动地装进了飞船里。也许马斯克自己以前也不会想到,同时做电动车和飞船居然会有这种便利。此举也引来网友调侃:马斯克用自家的公司(SpaceX)帮特斯拉动力电池完成了“航天级产品”认证。图 | 工作人员正安装来自特斯拉的电池(来源:推特)

从 2016 年发布“火星殖民计划”,到今年逐渐把 Starhip 飞船搬上台面,曾经略显可笑的幻想正在以最为科幻的方式慢慢转变为现实。随着 SpaceX 在接下来半年里进行最为密集的试飞测试,这款史上最强飞船将有望在明年冲出地球,太空梦想最终落地也迎来了最令人兴奋的冲刺阶段。

*声明:文章为作者独立观点,不代表格隆汇立场

相关阅读

评论