星际飞船原型SN8从升空到爆炸经历了什么

太空探索技术公司 SpaceX 的首席执行官埃隆 · 马斯克 (Elon Musk)一直希望利用星际飞船将人类送往火星。周三下午,星际飞船原型 SN8 在德克萨斯州南部上空升空,这是该公司迄今为止进行的距地最高、风险也最大的一次测试。这次飞行测试的目的是帮助 SpaceX 收集数据,了解 SN8 在执行高空任务后如何重返地球大气层,并自行降落到一个精确的着陆点。然而,一切并不像发射火箭那么简单。

星际飞船原型 SN8 升空后飞越墨西哥湾,在空中上升了将近 5 分钟的时间,然后转向返回发射场。SpaceX 公司本希望 SN8 能够像猎鹰 9 号火箭一样精准着陆。

然而,星际飞船原型 SN8 并没有完美地通过这次测试。在飞行测试的最后一段时间里,燃料系统的问题导致 SN8 撞向地面,并产生剧烈爆炸。但马斯克仍然把这次任务视为一次 “胜利”。

马斯克在推文中表示,“燃油箱的压力在着陆燃烧时很低,导致着陆速度过高以及 'RUD',但我们得到了所需的所有数据!”。“RUD”代表 “计划外快速解体”,通俗讲就是火箭发生爆炸。众所周知,SpaceX 公司在火箭开发过程中常常遭遇严重事故。然而该公司坚持认为,这是收集数据最迅速、最有效的方式,这一方式使该公司有别于其合作伙伴美国国家航空航天局 (NASA),后者更喜欢步步为营、慢条斯理的测试方法,而不是剧烈爆炸。

虽然马斯克之前认为飞船原型完好无损的概率只有三分之一,但此次试飞比许多人预期的要好得多。

在周三首次发射尝试中,SpaceX 公司意外停止倒计时,重新为 SN8 加注燃料,随后将发射时间定在北美中部时间下午 4 点 40 分。此时距离 SpaceX 的发射窗口关闭仅有 20 分钟的时间。公司必须在美国联邦航空管理局 (Federal Aviation Administration)批准的指定时间窗口内发射,以确保飞机或船只交通不会干扰发射。

在给火箭加注燃料的过程中,可以看到大量蒸汽从 SN8 中溢出。但那只是氧气。SN8 内部有着大量温度极低的液态氧,当过量氧气接触到温暖的空气时,就会从飞船原型侧面蒸发。由于飞船发动机在外太空运行时无法像在地球上一样从大气中获得氧气供应,因此必须自行携带氧气与飞船上的燃料相互作用,从而提供巨大推力。

SpaceX 的星际飞船用的是液态氧和甲烷。SpaceX 之所以在设计上选择甲烷而不是一种火箭燃料 RP-1,是因为理论上讲,甲烷燃料可以在月球或火星上生产。对于想要前往太空进行长途飞行的星际飞船来说,这是一种明智的选择。

当倒计时归零时,SpaceX 启动了星际飞船原型上安装的三部巨型猛禽火箭发动机。根据 SpaceX 网站的说法,每部发动机的推力是波音 747 发动机的六倍。

随后,SN8 离开发射台,开始在德克萨斯州南部上空飞行。

发动机关闭

升空不到两分钟之后,SN8 的一部猛禽发动机就关闭了。由于 SpaceX 公司没有公布这次飞行测试的详细计划,目前尚不清楚是否一切正常。但马斯克在推文中表示,此次飞行测试的第一阶段已经完全按计划进行。

大约一分钟后,另一部猛禽发动机关闭,仅留下一部发动机为 SN8 的飞行提供动力。近五分钟后,最后一部猛禽发动机关闭。

SpaceX 的目标是让星际飞船原型飞到距地 4 万英尺(约合 12 公里)或更高的高度,不过目前尚不清楚星际飞船原型到底飞了多高。

在到达飞行路线的最高点之后,SN8 开始翻转,调整航向,开始侧向下落。

返回地面

SN8 的返回方式完全反映了马斯克在 2019 年 9 月的媒体活动中对星际飞船预定着陆方式的描述。他当时宣称,这是一种独特的操作,从外部可以看到飞船在空中向后俯冲,腹部指向地球,同时四个襟翼通过轻微调整以保持飞行航向的稳定。马斯克表示,这是为了模拟高空跳伞者在空中坠落的方式,而不是 SpaceX 的猎鹰 9 号火箭在着陆时采用的垂直降落方式。

当飞船接近地面时,会重新点燃发动机,然后飞船会在着陆前迅速恢复直立状态。

为了实现这一目标,SN8 的猛禽发动机被设计成具备 “万向节”(gimbal)和 “节流阀”(throttle)等功能,可以自如调整每部发动机所释放的推力,使飞船在空中飞行时实现姿态的精确控制。SN8 还有一个名为 RCS 的反应控制系统,这种安装在飞船外部的小型推进器也可以帮助调整飞船轨迹和姿态。事实上,在飞行测试中就可以看到这种安装在火箭顶部附近的推进器在不断作用。

SN8 的返回完全按这种方式进行。在着陆前不久,猛禽发动机全部重新启动,飞船调整着陆方向,接近指定的着陆地点。

但是,由于最后一刻 SN8 燃料箱的压力问题,着陆并没有像预期的那样顺利。当 SN8 撞向地面时,一股巨大的火焰和烟雾迅速吞噬了一切。

推荐DIY文章
ntel 2GHz双核联想K900跑分曝光 远超当前双核产品
限购1000台! Jolla发布第一款搭载SailfishOS的手机JollaC
诺基亚Lumia638评测:体验全新Windows Phone8.1系统
欧新U5"曼哈顿"手机评测 500w像素摄像头拍照表现出色
索爱W810c全面上市 USB理论传输速率提升为2.0
基于MTK平台设计 锋达通698手机试用评测