不鏽鋼「水塔」飛天 火星移民再進一步

2021-01-13 果殼

北京時間8月5日7時57分（當地時間4日18時57分），一個粗9米、高約50米的不鏽鋼「水塔」，在美國德克薩斯的博卡奇卡騰空而起，懸停片刻後垂直降落在旁邊的著陸場上。

星艦SN5原型機150米低空試飛 | SpaceX

這可不是普通的「水塔」，而是SpaceX公司的星艦SN5原型機，成功進行了150米高度的低空懸停飛行測試。


這枚原型機所對標的星艦飛船和未來的超級重型火箭，正是SpaceX正在研製的下一代航天載具，目標是要實現伊隆‧馬斯克移民火星的夢想。


不過這次懸停飛行測試的成功，可是來之不易的。

左為阿波羅登月的土星五號火箭，右為SpaceX現役主力火箭獵鷹9號，中間是星艦飛船和超級重型火箭，紅框框出的是這次試飛的部分  | Kimi_Talvitie

在去年星蟲StarHopper功成身退後，SpaceX公司開始研製全尺寸的星艦。但最近大半年來，星艦原型測試磕磕碰碰，讓人不得不調低對它的期待。


先是星艦MK1在加壓測試時由於焊縫不牢固炸裂，星艦SN1加壓時再次炸裂，SN2好不容易通過測試，SN3又在測試中由於超壓炸裂。SN4通過了加壓測試，還於5月4日進行了猛禽發動機的靜態點火，然而它在5月29日的靜態點火中爆炸了！


半年時間裡，SpaceX公司炸了4個星艦原型，真是太難了！

好在最新的SN5號星艦原型帶來了好消息！6月30日，SN5號星艦原型進行了第一次低溫測試，7月初完成了加壓測試，7月31日成功完成靜態點火試驗，終於在今天騰空而起。


星艦SN5的不鏽鋼外殼，看起來土裡土氣，但技術含量相當不低。9米直徑的不鏽鋼儲箱，外殼只有4毫米，這對儲箱的製造提出了很高的挑戰，也是星艦接二連三炸裂的根本原因。星艦MK1、SN1、SN3在加壓測試中連續失敗後，SN4已經基本解決了這個問題，SN5進一步證明成功絕非偶然。

試飛前的星艦SN5原型機 | cnunezimages

星艦SN5的另一個重大突破在於為未來星艦的垂直降落驗證了發動機偏置控制技術。SN5使用的單臺猛禽發動機，看起來和星蟲似乎一樣，其實不然。仔細看星艦SN5的飛天視頻，星艦SN5是單臺發動機偏置，通過推力矢量控制星艦原型機的姿態，這可要比發動機位於中心位置的星蟲控制難度高多了！


未來，後續的星艦原型機還將裝上整流頭錐及底部的兩個控制翼面，並將增加兩臺猛禽發動機，進行更高高度和速度的飛行測試，通過一步步的迭代最終完成入軌飛行和再入返回。

星艦飛船從未來火星基地起飛的假想圖 | SpaceX

別看這次SN5的試飛只有150米高，這卻是星艦研製的一大步 —— 9米直徑的全尺寸星艦儲箱、正式版的猛禽發動機和垂直起降算法都通過了考驗，未來人類大規模移民火星的夢想，很可能就始於這最初的一小跳呢！


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