SpaceX 即將開啓最具雄心星際飛船測試飛行

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SpaceX 即將發射最新的測試飛行的 星際飛船，這是有史以來建造的最強大的火箭系統，有朝一日可能用於將人類送往月球和火星。

超重型火箭助推器頂部搭載無人駕駛的星際飛船航天器，預計將在美國東部時間上午 8 點從 SpaceX 在德克薩斯州博卡奇卡的星際基地設施開始的 30 分鐘發射窗口內升空。

此次演示任務首次打算包含一項雄心勃勃的嘗試，即在 232 英尺高（71 米）的火箭助推器燃燒掉大部分燃料並與上部星際飛船航天器分離後，把它操縱到一個巨大的着陸結構上。超重型火箭可能會被一對巨大的金屬鉗子在半空中夾住，SpaceX 稱其爲“筷子”。

與此同時，星際飛船航天器將繼續依靠其六個機載發動機自行飛行，然後在印度洋上空進行着陸操作。SpaceX 預計不會回收上部航天器。

每個里程碑的目標都是搞清楚 SpaceX 有朝一日如何回收並快速重新飛行超重型助推器和星際飛船航天器以用於未來任務。快速重複使用火箭部件被認爲對於 SpaceX 大幅減少將貨物——或載人飛船——送往地球軌道和深空的時間和成本的目標至關重要。

SpaceX 最終計劃在 2026 年最早將星際飛船太空艙用作着陸器，將 NASA 宇航員送往月球表面，作爲阿耳忒彌斯三號任務的一部分，該公司擁有價值近 40 億美元的政府合同來完成這項任務。最終，SpaceX 還希望星際飛船將第一批人類送往火星。

星際飛船的開發迄今一直以一系列日益複雜的測試飛行爲核心，從 2019 年開始，對一輛被暱稱爲“星際跳躍者”的飛行器進行了簡短的跳躍測試，最初它僅離地幾英寸。最近，該公司已轉向更具挑戰性的完全堆疊的星際飛船太空艙和超重型助推器的發射。

星際飛船和超重型的首次測試發射——稱爲綜合測試飛行——於 2023 年 4 月起飛。那次發射的唯一目的是使這個 397 英尺（121 米）的飛行器離開發射臺。它確實做到了這一點，但在飛行幾分鐘後於墨西哥灣上空爆炸。

衆所周知，SpaceX 在航天器開發的早期階段坦然接受激烈的事故，稱這些失敗有助於公司迅速實施設計變更，從而帶來更好的結果。

隨着每一次額外的發射，該公司的目標愈發雄心勃勃。

上一次測試發射——SpaceX 綜合測試飛行活動的第四次——於 6 月起飛。在網絡直播中，儘管助推器和航天器的機翼都呈現出嚴重燒焦和搖晃的狀態，但它們在重新進入地球大氣層時倖存下來，並在海洋上空進行了着陸演習，這是一個重大的進步。

SpaceX 現在希望通過嘗試在發射後回收超重型助推器來進一步推進其測試。

最終，SpaceX 計劃回收並重復使用超重型火箭和星際飛船航天器。但首先解決助推器回收問題是順理成章的，因爲 SpaceX 在該領域擁有豐富的經驗。

在飛行後讓火箭助推器着陸，這是 SpaceX 憑藉其較小的主力火箭獵鷹 9 號所達成的一項壯舉。該火箭的助推器在超過 330 次發射後，已成功在海上平臺或地面墊上實現軟着陸——使得這些飛行器能夠被翻新並再次飛行。SpaceX 表示，這降低了成本，使公司能夠在火箭市場中佔據優勢。

然而，星際飛船是一個要強大得多且複雜得多的系統。

其底部有 33 個發動機，每個發動機都比獵鷹 9 號上使用的 9 個發動機中的一個更強大，超重型助推器在升空時的推力約爲獵鷹 9 號的 10 倍。

SpaceX 並未像在獵鷹 9 號的助推器那樣在超重型火箭的側面安裝着陸腿，而是建造了一座特殊的塔來支持超重型火箭返回地面，希望這能使回收過程更快。

這座塔被 SpaceX 首席執行官埃隆·馬斯克稱爲“機械哥斯拉”，因其類似於金屬哥斯拉，它有巨大的金屬臂。這些臂，或“筷子”，可用於在起飛前在發射場堆疊和移動助推器和航天器——並且它們被設計爲在飛行器返回地球時在空中接住該飛行器。

馬斯克的願景是，這種筷子式機械臂最終能夠在火箭返回後的短短几分鐘內輕鬆轉身將其放回發射臺——在爲火箭補充燃料後，也許只需在着陸後 30 分鐘，車輛就能夠再次起飛，這位首席執行官在 6 月 5 日的採訪中說道。

這是一個大膽的願景。而且太空探索技術公司目前仍處於早期階段，正在確切地摸索這種捕獲方式的運作方式。

馬斯克在 7 月發佈在 YouTube 上的採訪中承認，太空探索技術公司這次飛行的目標“聽起來有點瘋狂”，不過“有相當大的成功機率”。

“我們沒有違揹物理學，”他說，“所以成功是這裡可能的結果之一。”

馬斯克補充說，星際飛船在 6 月的第四次試飛期間遇到的一個問題是隔熱瓦的損失——或者說數千個固定在航天器外部的黑色小六邊形，旨在在再入大氣層期間保護航天器免受極端溫度的影響。據馬斯克說，失去大量這類瓦片嚴重妨礙了航天器嘗試軟着陸。

“由於瓦片丟失……前襟翼融化得特別厲害，就好像是試圖用小骨架手去控制它似的，”馬斯克說，並補充說第四次飛行在距離其預定的海洋濺落地點約 6 英里（9.7 公里）處着陸。

在第五次試飛中，上部的星際飛船將再次嘗試在海洋上空以受控動作直立着陸。

該公司在其網站上表示，它對隔熱罩進行了“徹底的返工”，SpaceX 技術人員花費了超過 12,000 小時，使用新一代的瓦片、備用燒蝕層以及襟翼結構之間的額外保護裝置，更換了整個熱防護系統。

這可能有助於星際飛船在再入大氣層時更好地應對嚴酷條件。

如果這次飛行成功，它可能會促使該公司開展更爲雄心勃勃的項目。例如，SpaceX 必須弄清楚如何在星際飛船駐留在軌道時爲其加油。這樣的操作對於這個大型飛行器提供足夠的推進劑前往月球是必要的。

如果該公司未能實現其目標或對其發射設施造成重大損害，可能會引發對 NASA 月球計劃進一步延遲的疑問。

阿耳忒彌斯是 NASA 的旗艦載人航天計劃，旨在自阿波羅計劃結束 50 多年以來首次將宇航員送上月球表面。

聯邦航天局已經警告稱，由於“星艦”的開發時間表，其在 2026 年實現首次載人登月的目標可能會被延誤。