星舰又炸了,这似乎不算什么新闻了,但问题是,最近连续3次试射失败,但进度却很小,超重助推器和星舰都没飞明白,有一种“星舰可能在失败中前进沪深300股指期货配资,但星舰在失败中前进不太可能”的感觉,就连美国网民都不太信马斯克了。
(“星舰”的五次发射起飞照片)
就在北京时间5月28日,“星舰”(任务代号IFT-9)第九次发射失败,引起了广泛的争议,就连美国的马斯克“铁粉”都有些不自信了,开始对“星舰”项目的未来感到担忧。
这次发射反映出的进展非常少,虽然点火起飞阶段一切正常,但一级“重型助推”在进行返回点火时发生异常,导致爆炸损毁,未能完成受控溅落任务。
星舰这一级虽然工作到了发动机关机,但因主推进剂贮箱泄漏和失压导致姿态失控,该级的大部分任务未能完成,比如没能打开舱门释放载荷,并在重返大气层时解体。
展开剩余84%这意味着Space X公司没有解决导致前两次发射失败的问题,甚至有Space X公司的内部人士透露,该公司甚至连前两次失败的确切原因都没有找到,这次纯粹是在撞大运。
SpaceX公司的投资人之所以能容忍“星舰”连续发射失败,除了马斯克的个人魅力之外,还因为星舰走了一条与传统火箭不同的研发路径:传统火箭是做“减法”,而星舰是做“加法”。
传统火箭是从首发就尽最大可能保证可靠性,不惜成本,让各个零部件的性能都有冗余,在无尘车间内组装,在发射成功后再找可以“偷工减料”的地方以降低成本(Space X的猎鹰系列火箭也基本走的这条路);
“星舰”一开始就用成本最低的方式来研制,连组装都是在露天完成的,无尘车间?从来不用,它就是要通过一次次地失败,找到脆弱的地方,在下一次发射时改进,直到完全成功。
(星舰第9次发射的任务计划)
这种对失败的容忍是有条件的:SpaceX必须显示能够从上一次发射失败中找到问题,在下一次发射时改正问题,而Space X已经连续3次发射没有显示出进步了。
最近三次发射失败原因各不相同,包括结构谐振、发动机故障、主贮箱泄漏等等,这些问题在地面的低温压力试验、短时长试车、长程试车中均未能暴露出来。
“星舰”所有的体积和重量,目前的有限元分析模型都无法正常模拟。
到目前为止,“星舰”的9次发射成本平均每次在9000万美元到1.2亿美元之间,不知道Space X的投资人和马斯克自己,能够忍受投资打水漂的多少次?
(本次“星舰”飞船级舱内的视频和照片)
这些问题之所以在地面测试中没有发现,很可能是因为Space X没有为“星舰”进行振动台测试。
尤其是飞船级在高超音速飞行阶段的振动特征,很可能是造成诸多问题的根本原因,而没有地面振动台测试,就只能靠一发一发地发射失败来摸索。
此前“星舰”所做的一切发射,对高超音速飞行阶段,尤其是飞船级再入大气层时的振动特征摸索得很少。
如果有地面振动台的话,正常的解决流程是,失败一次之后,对原设计方案进行振动测试,改进完后再振动测试,没问题了再发射,如果发射失败就重复这个流程。
当然Space X没有进行地面振动台测试也是有原因的:
一是因为目前超大载重的振动台技术被中国垄断。
当年美国为了测试“土星五号”的振动性能,采用了8个液压驱动器并联的振动台,其推力大约为29吨。
2016年2月,中国航天科技集团公司五院总装与环境工程部研发成功了140吨振动试验系统。
美国宇航局以前也进口中国的大载重振动台,但在2020年由中国商务部和科技部联合发布的《中国禁止出口限制出口技术目录》中,大型振动平台的设计建设技术被明确限制出口,美国没这机会了。
二是目前世界上并没有能够对“星舰”这样大、这样重的航天器进行振动测试的振动台。
如果未来中国航天的长征9号巨型运载火箭立项,这样的振动台也需要定制,从头研发。
(我国政府在2020年禁止出口大型振动平台技术)
“星舰”的未来会怎样?会对美国的航天实力有什么影响?
正如上面所说,“星舰”目前没有解决地面振动台测试的办法,那就只能依靠一次次发射失败来摸索,未来到底要失败多少次才能解决问题,现在谁也说不好。
要知道,目前美国政府还想在2028年完成载人登月,而“星舰”目前是“阿尔忒弥斯”计划月球着陆器的唯一候选方案。
从时间上来看,“星舰”哪怕完成了飞船级的成功入轨,并实现两级都成功回收,也还需要一段时间和多次发射来验证载人的可靠性,想赶上2028年登月,大概率是没戏了。
至于登陆火星,这本身可能就是个忽悠,不能当真。
“星舰”的目标是把低轨道载荷的发射成本降低到每公斤200美元左右,目前猎鹰系列火箭在可重复使用时,最低成本约每公斤2000美元。
一旦“星舰”项目成功,将使得美国进行太空发射的成本拥有比其他国家小一个数量级的优势,这是战略性的成果。目前来看,美国要实现这一目标,恐怕还需要多等一些年,而且前提是SpaceX能坚持下去。
对于中国来说,我们就拥有了追赶的时间。
从今年下半年开始的一两年内,我国将有七八款可重复使用火箭进行首飞,可以预计两年内赶上猎鹰系列火箭的运力没什么问题。要想赶上“星舰”,就需要等长征9号巨型运载火箭立项了沪深300股指期货配资,这一天可能并不遥远。
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