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?

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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 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 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 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 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 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。

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