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如何优雅地看星舰首飞?盘点首飞时序、路线、成功率等关键信息!

星舰首飞在即!这次回收吗?有什么关键点?如何优雅的看首飞?


(相关资料图)

大家好,我是zangxixi,熹天取经,今天咱们说说星舰首飞有何看点?时序、路线、每个阶段咱们重点关注什么?

先很简单的说下星舰。总重大约5000吨,总高度120米,直径9米,运力100到150吨。

下边是超重助推,69米高,33台猛禽2发动机,推进剂装载量3400吨,推力7590吨。上头的星舰飞船,50米高,6台猛禽2发动机,其中3台是真空版,推进剂装载量1200吨,推力1500吨。

这些数据意味着,它将是史上最大、最强火箭,比SLS的Block 1高20米,比土星五号高10米。而土星五号的起飞推力是3400多吨,星舰是7590吨,差距明显。

但是,马斯克之前说过,首飞不会100%释放推力,而是90%。那用7590吨乘以90%,经过极度复杂的运算,得出结果是6831吨,这基本是土星五号的2倍。

概括,就是家底很厚、推力很够、人间巨兽,飞向宇宙!

下面说说首飞的流程,以时间为序。

-2小时,会确认推进剂加注指令。

-1小时39分,超重助推开始加注液氧和液态甲烷。因为液氧-183度、液态甲烷-162度的低温,大家会看到,箭体会发生明显变化。按我老家的说法,那就是上霜了,箭体逐渐变白,成为大冰棍。

-1小时22分,星舰开始加注液态甲烷。

5分钟之后,星舰开始加注液氧。

从加注开始直到发射前,大家都会看到火箭一直在冒烟,当然那不是烟了。这是低温推进剂挥发和补加的效果,所有低温液体火箭发射前都会有这种状况。

-16分40秒,开始超重助推发动机冷却。

-40秒,液态推进剂开始排气。

-8秒,历史时刻开启,超重助推发动机点火。

8秒之后,时间来到0秒,星舰拔地而起。

超重助推发动机工作时间是169秒,所以2分49秒,超重助推发动机关机。

2分52秒,级间分离,这时候的高度大约是63公里。

2分57秒,星舰点火。

大家能看出来,这里也是采用冷分离的方式。之前介绍过,冷分离,是级间的连接部位先解锁,下面那一级自己制动减速、分开,然后上面那一级再点火。SpaceX的猎鹰9,也是这样。冷分离的优点,是分离冲击载荷较小。但是,需要的分离冲量会比较大,分离时间也比较长,姿控系统失控时间也会较长,这对控制系统的精度提出更高要求。

超重助推分离之后,受控返回,但是并不回收。

3分11秒,超重助推回程点火。

4分06秒,回程关机。

7分40秒,溅落之前点火启动。

8分03秒,超重助推停机,随后溅落。

超重助推返回的过程中,星舰继续飞行,工作到9分20秒关机。随后,星舰将继续飞行1个多小时。

按计划,1小时17分21秒,星舰再入大气层。

1小时30分,星舰飞船返回溅落。公布的时序里,没有星舰返回点火的动作,也就意味着之前摇头晃脑、神龙摆尾的动作,很可能看不到,就是直接俯冲腹部拍水。

所以,这次首飞超重助推和星舰都是不回收的。

飞行路线什么样呢?

德州博卡奇卡星舰基地,一切从这里开始,东偏南方向一路飞起,还备好了危险区域。

图中有蓝色和紫色两个区域,蓝色区域是正常飞行的情况下,超重助推溅落在墨西哥湾的危险区域。紫色的区域,是发射初期发生RUD,也就是计划外快速解体的情况下,碎片掉落的危险区域。

随后星舰飞船的飞行路线主要是在海洋上空进行,大陆区域比较少。穿越大西洋、非洲南部、印度洋、在太平洋上空再入大气层,最后拍在夏威夷群岛北部的海域。这一片也是美国的导弹试验区,落到自家地盘。

这张图中,正常情况下,夏威夷群岛北部的蓝色区域,是星舰拍海区域。绿色区域,是星舰返回出现解体的话,碎片危险区域。

首飞到底算不算轨道级试飞?

因为也有人在讨论,这次首飞,到底算不算轨道级的。

亚轨道发射和轨道发射,是有些指标的。亚轨道发射,航天器要达到每小时6000公里的速度,80或100公里的高度。轨道发射,要达到每小时28000公里的速度,也就是第一宇宙速度,至少200公里的高度。

星舰这次首飞,速度达标肯定没问题,高度的话,远地点大约是250公里,显然从这两点上看,是符合轨道级发射的指标的。

但是,飞行没有绕地球一圈以上,也就是大半圈。差了点意思。

那这次首飞成功概率几何呢?

马斯克之前说过,星舰首次入轨试飞的成功几率大约是50%,今年成功几率是80%。而实现完全、快速的复用,可能需要几年的时间。SpaceX在官网上公布飞行时序的时候,也专门加了一句话。成功测试不需要完成全部里程碑事件,但完成的每个节点,肯定都会成为令人兴奋的进展。

好了,再见。

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