第 4 次終於成功!SpaceX 太空梭通過壓力測試,馬斯克要圓夢了嗎?

作者 | 發布日期 2020 年 04 月 30 日 7:45 | 分類 尖端科技 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


馬斯克的登天計畫,又前進了一步。

近日,馬斯克在社交平台上傳一支影片,顯示 SpaceX 最新的太空梭原型機首次通過低溫壓力測試。

▲ SN4 低溫壓力測試畫面。

據 NASA Spaceflight 報導,此次通過壓力測試的 Starship 為 SN4,同時也是首艘通過測試的全尺寸太空梭原型。

Starship 是馬斯克 SpaceX 公司 2016 年提出的太空梭計畫,旨在成為完全可重複使用的運載火箭,用於載人繞月飛行觀光,第 2 階段是當作商用太空梭用於貨物運輸。

值得說明的是,低溫測試是證明飛行器適航性的首要測試,測試成功意味著 SpaceX 團隊現在可以朝靜態點火的方向努力。

SN4 之前,SN2 也曾通過低溫驗證測試,不過 SN2 只是部分組裝的設備,而不是完整太空梭原型。

NASA Spaceflight 報導指出,SN4 是按照 Mk1、SN1 和 SN3 的星艦原型組建,這些全尺寸的星艦原型之前均未通過低溫測試。

▲ SN1 低溫測試失敗。(Source:影片截圖)

Mk1 和 SN1 未能通過測試在於焊接。到了 SN3,焊接問題解決,但由於一個簡單的測試配置錯誤,造成液氧和甲烷罐之間的巨大壓力差,在甲烷罐重壓下,液氧罐坍塌了,SN3 也未能承受住低溫壓力測試。

有了前幾次經驗,SN4 成功避開這些可能發生的問題。2020 年 4 月 26 日晚上,SN4 通過低溫驗證測試,壓力達 4.9bar。

對這個數值,馬斯克顯然不是很滿意,他在 Twitter 回應網友提問時提到:

這有點像軟掉的球……不過,已經夠飛了。

低溫測試 pass,下一步呢?

按照馬斯克的說法,通過低溫壓力測試之後,接下來幾天將進行發動機測試。

發動機方面,SpaceX 目前有 3 顆隨時待飛的 Raptor 引擎,其中一顆將安裝在 SN4。

低溫測試使用的液壓活塞就是模仿引擎飛行時產生的壓力,因此只有通過低溫測試才能安裝 Raptor 引擎。

完成 Raptor 引擎安裝後,工作人員需檢查測試飛行器的引擎,包括(使飛行器保持水平位置的)平衡環、點火裝置、燃油消耗測試等。

只有完成這些測試之後,才能嘗試靜態點火。另外,由於低溫測試延遲,原定 4 月 29 日進行靜態點火測試也將延期,可能晚於 4 月 30 日。

與之前在小型 Starhopper(SpaceX 旗下的太空梭原型機)進行的靜態點火測試一樣,SN4 可能也要通過多次嘗試才能成功執行靜態點火測試。畢竟,這是SpaceX 第一次完全用低溫甲烷和液氧為太空梭提供燃料。

如果進展順利,SpaceX 可能會嘗試 SN4 原型的小型跳躍測試。之前,SpaceX 計劃 SN3 就做跳躍測試,目標高度約 150 公尺,但 SN3 在低溫測試階段就發生意外,因此可能改在 SN4 達成。

▲ SN4。(Source:TESLARATI

據馬斯克 4 月 16 日在社群平台透露,SN4 沒有襟翼,所以只能開著引擎試飛。目前已調整襟翼、致動器和太空梭設計,將會在 SN5 或者是 SN6 配置襟翼。

NASA Spaceflight 指出,SN5 / SN6 配置的襟翼設計可能是近期發表的 Mk1 基礎上改進。另外,SN5 / SN6 還可能配置前錐體,同樣之前的原型機尚未配備。

前椎體不僅能容納飛船運行的有效載荷,還能容納液氧頭艙。前椎體處的頭艙位置有利於保持太空梭重心向前;當太空梭不具備有效載荷的情況下穿越大氣層下降時,保持重心就十分重要了。

儘管 SN4 沒有配備前椎體,但表面覆蓋許多隔熱瓦,無論引擎還是頭部裝置。太空梭的正式生產版,側面也會全面覆蓋隔熱瓦,使太空梭能安全進入地球大氣層,甚至到達其他行星的大氣層。

由此,SN4 覆蓋隔熱瓦更像試驗;不僅能讓 SpaceX 獲得安裝經驗,還能測試隔熱瓦能否固定在太空梭表面。

目前 SN5 建設順利進行。SpaceX Boca Chica 的工廠出現許多 SN5 的零組件,預計 SN4 前往發射台之後,SN5 的零組件就會移到高架艙上。

不難看出,馬斯克瘋狂的登天計畫一步步接近實現。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:影片截圖)