SpaceX Starship 开发进展:第九次和第36次飞行分析及第十次飞行预览
SpaceX 在2025年8月公布了上次测试的经验和第十次飞行测试的目标。我们来详细看看SpaceX通过失败学习、快速迭代的开发过程。
1. 第九次飞行 - 上次测试
5月27日进行的第九次飞行测试,既有成功也有失败的教训。
超重型助推器
- 成就: 成功发射可重复使用的助推器,33台猛禽发动机全部正常工作,成功实现了热分级分离。
- 事故原因: 助推器在返回过程中,为了收集极限性能数据,故意以较高的迎角(约17度)飞行。这导致了比预期更高的气动载荷施加在助推器结构上,特别是燃料输送管。最终,在着陆燃烧前,燃料输送管结构损坏并发生爆炸,在大约1公里的高空通信中断。
空中爆炸的B14-2 - 迎角 (Angle of Attack): 指的是机体轴线与气流方向之间的夹角。这个角度越大,产生的升力和阻力就越大,对飞机的负担也越大。
- 后续措施: 在本代剩余的助推器飞行中,将降低助推器的下降迎角,以减小气动载荷。
星舰飞船 (上面级)
- 成就: 分离后,所有6台猛禽发动机都成功点火,飞向预定轨道并达到了目标速度。
- 事故原因: 在发动机燃烧过程中,鼻锥处的甲烷读数持续升高。原因是位于主燃料箱顶部的加压系统中的燃料扩散器发生故障。这导致鼻锥压力异常升高,进而影响了姿态控制,错过了关键任务。
S35 - 燃料扩散器 (Fuel Diffuser): 这是一个装置,用于将高压气体均匀喷射,以保持燃料箱内部压力稳定。
- 后续措施: 重新设计了扩散器,以减轻结构负担并更有效地分配气体,并且已在严苛环境下完成了耐久性测试。
2. Ship 36 - 地面测试事故
在准备第十次飞行时,Ship 36号在6月18日地面静态点火测试准备过程中损毁。
S36 has exploded.
— StarbaseTracking (@TrackingTheSB) June 19, 2025
this is very very very very very very bad.
📸NSF | SBL pic.twitter.com/bMwND5tORk
- 静态点火测试 (Static Fire Test): 在发射前,将火箭固定在发射台上,实际点燃发动机,以最终确认所有系统是否正常工作。
- 事故原因: 最可能的原因为位于载荷舱内的复合材料缠绕压力容器 (COPV) 损坏。推测是未被发现的损坏导致容器破裂,引发了连锁结构破坏和爆炸。
- COPV (Composite Overwrapped Pressure Vessel): 这是一种用碳纤维等轻质坚固的复合材料包裹金属内衬制成的高压容器。在对重量要求很高的航天器上,常用于储存气体。
- 后续措施: 将降低COPV的操作压力,加强检查和测试,引入新的无损检测方法,并增加外部保护罩等,将实施多方面的改进措施。
3. 第十次飞行测试 (Flight 10) 预览
韩国时间2025年8月25日至8月26日上午8点30分是预定的发射窗口,SpaceX 官方频道将提前约30分钟开始直播。
- 根据2025年8月20日的NOTAM,发射日期推迟一天。
第十次飞行将基于以往的经验,拥有更宏大且具体的目标。
超重型助推器的目标
本次飞行中,助推器将不再返回发射场,而是溅落在墨西哥湾海域,并执行以下关键实验。
- 发动机故障场景测试: 在着陆的最后阶段,将故意停用中央3台发动机中的1台,收集数据以验证中间环的备用发动机是否能完成着陆燃烧。
- 悬停测试: 在着陆的最后阶段,仅使用中央2台发动机尝试在海面上进行短暂的悬停飞行。这是精确着陆的关键技术。
星舰飞船的目标
星舰上面级将专注于返回发射场和回收相关的多项实验。
- 载荷部署: 将尝试一项任务,在太空中部署8个星链模拟器,其尺寸与下一代星链卫星相似。这些模拟器将在重返大气层时烧毁。
- 重返大气层应力测试:
- 隔热瓦移除: 故意移除部分用于保护飞船免受重返大气层高温影响的隔热瓦,以测试脆弱部位的耐热性能。
- 新材料测试: 测试替代隔热材料的性能,例如带有主动冷却功能的金属瓦。
- 襟翼结构极限测试: 尝试在重返大气层时动压最大的点,进行测试后方襟翼结构极限的飞行。
- 捕获装置测试: 测试为未来用发射塔上的“筷子”回收星舰而安装的“捕获装置”的热量和结构性能。