SpaceX的第二次星舰试飞虽未完全成功,但取得重要突破

11月19日消息,美国东部当地时间周六上午8点左右,SpaceX公司在得克萨斯州南部海岸对星舰进行第二次飞行测试。虽然星舰的两个部分最终都爆炸了,但SpaceX已经解决了今年4月份首次飞行测试过程中影响星舰运行的问题。

埃隆·马斯克(Elon Musk)领导的太空公司SpaceX正在开发星舰。这种巨型火箭可能会改变太空运输的未来,并帮助美国国家航空航天局(NASA)将宇航员送上月球。

周六的飞行测试并没有完全成功。SpaceX公司没有实现让星舰进行环球飞行的最终目标,星舰航天器在爆炸后坠入太平洋。

但这是星舰的第二次试飞,表明该公司确实已经解决今年4月份早些时候测试中出现的关键问题。星舰下部超级重型助推器的33部猛禽发动机全部点火成功,系统顺利完成一二级分离。当助推器脱落时,星舰航天器搭载的6部发动机已经全部点亮,开始飞向太空。

“太美了,”SpaceX工程师、现场发射评论员约翰·因斯普鲁克(John Insprucker)在SpaceX的网络直播中说。

相比之下,SpaceX在第一次对星舰进行测试时严重破坏了发射台;超级重型助推器上的几部发动机失灵,火焰还摧毁了转向系统,飞行终止系统花了太长时间才让星舰自动爆炸。

根据SpaceX公司“迅速失败,快速迭代”(fail fast, learn faster)的火箭设计方法,成功避免重复过去的失败算是重大进步。

然而,第二次飞行测试也暴露出SpaceX工程师们必须克服的挑战还很多。

超级重型助推器分离后不久就爆炸了,用火箭工程师的行话来说,这是一次“计划外快速解体”。星舰航天器向地球轨道飞行了几分钟时间,达到距地90多英里(约合140公里)的高度,但在飞行终止系统引爆航天器后,SpaceX就与它失去了联系。

美国联邦航空管理局(FAA)在一份声明中表示,没有人员伤亡或财产损失的报告。该机构将进行事故调查,这是商业火箭出现问题时的标准做法。

SpaceX工程师们现在必须搞清楚超级重型助推器和星舰航天器的问题所在并完成修复,然后再试一次。

星舰是有史以来体积最大推力最强的火箭。SpaceX的目标是让系统的两个部分都能实现快速的完全可重复使用。这才能让星舰向太空发射更大更重的有效载荷,并显著降低把卫星、太空望远镜、人以及生活必需品送入太空的成本。

星舰完成第二次飞行测试正值马斯克再次面对职业生涯中的分水岭。这位连续创业家此前曾用PayPal改变了电子支付,用特斯拉改变了电动汽车。就在本周五SpaceX公司上上下下为这次飞行测试做准备的时候,迪士尼和苹果宣布暂停在马斯克所领导的社交网络X上打广告支出。

许多业内观察人士乐观地认为,SpaceX公司将让星舰全面运转。

菲尔·拉尔森(Phil Larson)曾在奥巴马执政期间担任美国白宫太空顾问,后来在SpaceX从事通信工作。他说,“他们已经解决了第一次飞行测试中发现的问题,并且让这种类型的飞行器走得更远,”“工程的神奇之处就在于,学习、迭代设计,并很快再次飞行。”

美国航空航天研究所(American Institute of Aeronautics and Astronautics)执行主任丹尼尔·L·丹巴彻(Daniel L. Dumbacher)对此表示赞同。“这是一个大型发射系统,”他说,“要把它带到需要去的地方,还需要做一些工作。我毫不怀疑SpaceX团队能够弄清楚如何让运载火箭工作。”

周六日出前几个小时,工程师们开始将液氧和液态甲烷注入星舰。地面附近有一些雾,但除了几缕卷云外,天空很晴朗。

倒计时进行得很顺利,在倒计时钟还剩40秒的时候暂停了片刻。然后系统再次启动发射倒计时。早上8点刚过,倒计时的最后几秒钟就过去了,这枚400英尺(约合120米)高的巨型火箭缓缓升空。新的水洪系统似乎保护了发射台,有效避免像今年4月份那样升起灰尘和碎片云。

几秒钟后,在发射场以北约8公里南帕德雷岛观看这次发射的观众就感受到了冲击波。

升空2分48秒后,星舰成功完成了这次飞行测试中最棘手的“热分离”,超级重型助推器脱落之前,系统上部星舰航天器搭载的6部发动机顺利点火,在位于加州霍桑的公司总部引发一片热烈欢呼声。

半分钟后,超级重型助推器爆炸时发出巨大闪光,助推器溅落在墨西哥湾并沉入海底。星舰航天器则继续朝着太空前进。但几分钟后,SpaceX与星舰失去了联系,网络直播陷入一片沉默。

在南帕德雷岛,成千上万早早起床观看火箭发射的人说,他们很享受这次奇观。凌晨4点30分,一长排汽车就在黑暗中等待进入南帕德雷南端的布兰卡岛公园。其他人则为了避开交通堵塞选择从酒店步行出发。载满观众的船只就漂浮在禁区外的海面上。

不仅是沿海地区的人亲眼目睹了这次发射,更远地方的人也感受到了。

得克萨斯州南部布朗斯维尔市的居民艾玛·格瓦拉(Emma Guevara)住在SpaceX发射场以西。她说,这次发射事件让她的房子都震动起来。

“比我们预期的要早得多,所以大家都醒了,”格瓦拉说。

NASA高级官员则向SpaceX表示祝贺。

“每一次测试都代表着距离用阿尔忒弥斯3号任务的星舰载人着陆系统将第一位女性送上月球更近了一步。”NASA负责探索系统开发的副局长吉姆·弗里(Jim Free)在社交媒体X上写道,“期待看到我们能从这次测试中学到什么,让我们更接近下一个里程碑。”

SpaceX解决星舰问题的速度将决定NASA宇航员重返月球的速度。

NASA已经和SpaceX公司签订合同,将星舰改装为载人登月舱,把两名宇航员送往月球南极地区。甚至在这次星舰试飞之前,第一次宇航员登月计划就已经被认为有可能推迟到2026年。SpaceX还要为2028年进行的第二次载人登月计划提供一艘星舰。

为了让NASA宇航员成功登月,SpaceX不仅需要一艘能正常飞行的星舰,而且需要近20次发射,因为前往月球的星舰在离开地球轨道之前必须重新填充推进剂。

为此,SpaceX正计划开发另外两种版本的星舰。

其中一种实际上就是太空中的轨道加油站,可以比作储存推进剂的仓库。另一种星舰用于将甲烷和液氧运送到轨道加油站,通过一系列往返飞行为仓库补满推进剂。需要前往月球或火星的星舰将从地面发射升空,停靠在推进剂仓库并重新填充推进剂,但还没有人尝试过在零重力环境下泵送成吨的推进剂。

当仓库绕地球运行时,外部会因为阳光照射与否反复变暖变冷。仓库中的推进剂如何稳定维持在超低温状态将是一项挑战。

在周五举行的NASA咨询委员会会议上,NASA助理副局长拉基莎·霍金斯(Lakiesha Hawkins)表示,星舰发射次数将在“十大几次”左右。

霍金斯说,星舰将从位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心(Kennedy Space Center)和得克萨斯州目前的SpaceX发射场“以六天为周期轮流发射”。

NASA确实还有备用方案。今年,NASA选择让亚马逊创始人杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)创办的太空公司蓝色起源设计第二种登月舱。这种登月舱更小,计划用于2029年之后的第三次登月。(辰辰)