SpaceX 即将开启最具雄心星际飞船测试飞行

注册 CNN 的《神奇理论》科学新闻通讯。 通过有关迷人发现、科学进步等的新闻探索宇宙.

SpaceX 即将发射最新的测试飞行的 星际飞船，这是有史以来建造的最强大的火箭系统，有朝一日可能用于将人类送往月球和火星。

超重型火箭助推器顶部搭载无人驾驶的星际飞船航天器，预计将在美国东部时间上午 8 点从 SpaceX 在德克萨斯州博卡奇卡的星际基地设施开始的 30 分钟发射窗口内升空。

此次演示任务首次打算包含一项雄心勃勃的尝试，即在 232 英尺高（71 米）的火箭助推器燃烧掉大部分燃料并与上部星际飞船航天器分离后，把它操纵到一个巨大的着陆结构上。超重型火箭可能会被一对巨大的金属钳子在半空中夹住，SpaceX 称其为“筷子”。

与此同时，星际飞船航天器将继续依靠其六个机载发动机自行飞行，然后在印度洋上空进行着陆操作。SpaceX 预计不会回收上部航天器。

每个里程碑的目标都是搞清楚 SpaceX 有朝一日如何回收并快速重新飞行超重型助推器和星际飞船航天器以用于未来任务。快速重复使用火箭部件被认为对于 SpaceX 大幅减少将货物——或载人飞船——送往地球轨道和深空的时间和成本的目标至关重要。

SpaceX 最终计划在 2026 年最早将星际飞船太空舱用作着陆器，将 NASA 宇航员送往月球表面，作为阿耳忒弥斯三号任务的一部分，该公司拥有价值近 40 亿美元的政府合同来完成这项任务。最终，SpaceX 还希望星际飞船将第一批人类送往火星。

星际飞船的开发迄今一直以一系列日益复杂的测试飞行为核心，从 2019 年开始，对一辆被昵称为“星际跳跃者”的飞行器进行了简短的跳跃测试，最初它仅离地几英寸。最近，该公司已转向更具挑战性的完全堆叠的星际飞船太空舱和超重型助推器的发射。

星际飞船和超重型的首次测试发射——称为综合测试飞行——于 2023 年 4 月起飞。那次发射的唯一目的是使这个 397 英尺（121 米）的飞行器离开发射台。它确实做到了这一点，但在飞行几分钟后于墨西哥湾上空爆炸。

众所周知，SpaceX 在航天器开发的早期阶段坦然接受激烈的事故，称这些失败有助于公司迅速实施设计变更，从而带来更好的结果。

随着每一次额外的发射，该公司的目标愈发雄心勃勃。

上一次测试发射——SpaceX 综合测试飞行活动的第四次——于 6 月起飞。在网络直播中，尽管助推器和航天器的机翼都呈现出严重烧焦和摇晃的状态，但它们在重新进入地球大气层时幸存下来，并在海洋上空进行了着陆演习，这是一个重大的进步。

SpaceX 现在希望通过尝试在发射后回收超重型助推器来进一步推进其测试。

最终，SpaceX 计划回收并重复使用超重型火箭和星际飞船航天器。但首先解决助推器回收问题是顺理成章的，因为 SpaceX 在该领域拥有丰富的经验。

在飞行后让火箭助推器着陆，这是 SpaceX 凭借其较小的主力火箭猎鹰 9 号所达成的一项壮举。该火箭的助推器在超过 330 次发射后，已成功在海上平台或地面垫上实现软着陆——使得这些飞行器能够被翻新并再次飞行。SpaceX 表示，这降低了成本，使公司能够在火箭市场中占据优势。

然而，星际飞船是一个要强大得多且复杂得多的系统。

其底部有 33 个发动机，每个发动机都比猎鹰 9 号上使用的 9 个发动机中的一个更强大，超重型助推器在升空时的推力约为猎鹰 9 号的 10 倍。

SpaceX 并未像在猎鹰 9 号的助推器那样在超重型火箭的侧面安装着陆腿，而是建造了一座特殊的塔来支持超重型火箭返回地面，希望这能使回收过程更快。

这座塔被 SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克称为“机械哥斯拉”，因其类似于金属哥斯拉，它有巨大的金属臂。这些臂，或“筷子”，可用于在起飞前在发射场堆叠和移动助推器和航天器——并且它们被设计为在飞行器返回地球时在空中接住该飞行器。

马斯克的愿景是，这种筷子式机械臂最终能够在火箭返回后的短短几分钟内轻松转身将其放回发射台——在为火箭补充燃料后，也许只需在着陆后 30 分钟，车辆就能够再次起飞，这位首席执行官在 6 月 5 日的采访中说道。

这是一个大胆的愿景。而且太空探索技术公司目前仍处于早期阶段，正在确切地摸索这种捕获方式的运作方式。

马斯克在 7 月发布在 YouTube 上的采访中承认，太空探索技术公司这次飞行的目标“听起来有点疯狂”，不过“有相当大的成功几率”。

“我们没有违背物理学，”他说，“所以成功是这里可能的结果之一。”

马斯克补充说，星际飞船在 6 月的第四次试飞期间遇到的一个问题是隔热瓦的损失——或者说数千个固定在航天器外部的黑色小六边形，旨在在再入大气层期间保护航天器免受极端温度的影响。据马斯克说，失去大量这类瓦片严重妨碍了航天器尝试软着陆。

“由于瓦片丢失……前襟翼融化得特别厉害，就好像是试图用小骨架手去控制它似的，”马斯克说，并补充说第四次飞行在距离其预定的海洋溅落地点约 6 英里（9.7 公里）处着陆。

在第五次试飞中，上部的星际飞船将再次尝试在海洋上空以受控动作直立着陆。

该公司在其网站上表示，它对隔热罩进行了“彻底的返工”，SpaceX 技术人员花费了超过 12,000 小时，使用新一代的瓦片、备用烧蚀层以及襟翼结构之间的额外保护装置，更换了整个热防护系统。

这可能有助于星际飞船在再入大气层时更好地应对严酷条件。

如果这次飞行成功，它可能会促使该公司开展更为雄心勃勃的项目。例如，SpaceX 必须弄清楚如何在星际飞船驻留在轨道时为其加油。这样的操作对于这个大型飞行器提供足够的推进剂前往月球是必要的。

如果该公司未能实现其目标或对其发射设施造成重大损害，可能会引发对 NASA 月球计划进一步延迟的疑问。

阿耳忒弥斯是 NASA 的旗舰载人航天计划，旨在自阿波罗计划结束 50 多年以来首次将宇航员送上月球表面。

联邦航天局已经警告称，由于“星舰”的开发时间表，其在 2026 年实现首次载人登月的目标可能会被延误。