星舰首次入轨发射路径图
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从三体到引力波,从科幻到科学的科普品牌号
星舰首次轨道级发射路径图已经显现。飞行90分钟飞越大半个地球。
继今年3月中旬最早爆出「今夏SN20+BN3合演轨道级发射」后,最近透过FCC监管文件,外界得以获悉有关第一次轨道级发射的更多具体细节。比如测试目的、飞行路径、发射操作流程、飞行时间表、超重型火箭着陆点、星舰着陆点……
美东时间5月13日周四,SpaceX向美国联邦通信委员会(FCC)提交一份文件,名为《星舰首次轨道级发射的FCC展示》
(Starship Orbital- First Flight FCC Exhibit)
,向监管部门展示了星舰首次轨道级发射规划,可以说是字少事大,信息量很大。
●测试目的
SpaceX在提交文件中表述了此次轨道级发射的测试目的:「在飞行过程中收集尽可能多的数据,以量化再入阶段气动控制,并更好地了解航天器的整个飞行状态,而这种飞行状态很难通过计算准确预测或者模拟。这些数据将决定首次试飞之后航天器设计及操作概念的优化,并且为我们在内部模拟使用而建立更好的模型。」
此次测试牵动多个联邦机构,S
paceX将与FCC
美国联邦通信委员会、FAA美国联邦航空管理局、NASA美国宇航局、USAF美国空军等共同
协调星舰首次入轨发射。
●飞行路径
星舰轨道级试飞采用两级模式:第一级超重型火箭+第二级星舰,发射地点就在德州博卡奇卡星舰基地轨道级发射架
(正在建设中)
。
依据飞行路径规划图显示:起飞后星舰系统一路向东偏南飞行,升空170秒后一二级分离,然后原型超重型火箭执行部分返航操作,也就是在距离海岸大约
20英里
(32公里)
的墨西哥湾海域着陆。
据FCC文件标注,超重型火箭最大飞行高度为72英里
(115公里)
。
作为第二级的星舰与第一级分离后继续飞行,越过佛罗里达海峡上空、穿过赤道持续向东飞,进入轨道级飞行状态。星舰飞过大半个地球后,进入重返大气层阶段,最终在距离考爱岛
(太平洋夏威夷群岛最北端岛屿)
大约100公里海域进行定向海上溅落。
●操作流程/时间节点
此表显示整个飞行时间超过90分钟。第一级超重型火箭从发射升空到着陆墨西哥湾海域,用时超过8分钟;第二级星舰从点火到海上溅落,耗时超过87分钟。
整个过程如果没有意外、没出现RUD
(计划外快速解体)
,顺顺利利操作完成各项流程的话,这将创下一连串壮举:
①星舰系统首次进行轨道级测试发射
②超重型火箭首次轨道级发射
③星舰首次轨道级飞行
④星舰首次重返大气层飞行
⑤星舰首次再入测试腹部拍水式俯冲、神龙摆尾等高难度操作
⑥星舰首次进行定向海上溅落
●是否软着陆?
值得特别注意的是,对于超重型火箭部分返航操作、着陆距海岸32公里墨西哥湾海域,此文件使用Touchdown(着陆)单词,用词模糊。没有具体说明是在海上回收平台执行软着陆,还是海上硬着陆。相反,对于星舰最终结局,文件明确使用Splashdown(溅落)单词。没有悬念,清楚指出星舰定向海上溅落。
这为我们围观者预留出一定的想象空间:一种可能性是到时候启用一艘超级海上平台火卫一/火卫二
(目前正在改建中)
;另一种可能就是超重型火箭还不具备软着陆操作,同时海上平台也没准备好,就跟星舰一样还是海上溅落,只不过模糊措辞,换种说法而已。
我们知道,短时间内想让超重型火箭具备软着陆条件绝非易事,更可能、更现实的操作仍然是定向海面溅落。毕竟,星舰首次轨道级发射测试重点是在一二级合演入轨发射能力,而不是一二级能否软着陆,这是下一阶段需要细化的技术演示。
●发射时间
尽管这次前所未见的测试任务依然行进在「马斯克时间表」里,充满不确定性和一贯乐天派风格,但还是有据可查发射窗口。SpaceX提交FCC文件显示,期望在今年6月20日开始进入测试期。这跟之前马斯克声称的「最早7月1日发射」步调一致,基本吻合。
即使因种种因素推迟,可能延至7、8月,但最晚不会拖过9月。要知道,合演入轨发射只是测试星舰新阶段的新起点,接下来会有一连串技术难关需要攻克。只有尽早试飞,多次实战,不断试错,累进经验,才能快速打磨、迭代星舰系统,距离成熟版星舰才会越来越近。
●联袂主角
今年3月流出的SpaceX内部规划:SN20+BN3合演轨道级发射,目前看起来依然有效。
SN15首度成功,意味着测试团队开始收获阶段性成果。接下来无论是让SN15复飞,还是让SN16巩固战果,基本都属于复制成功的节奏。
眼下,从星舰基地建造区就能看出排兵布阵:SN16整装待发,准备开赴火线;SN17尽管已经完成80%,刚刚也被废弃;并且跨过SN18、SN19,直奔主角SN20,目前完成度接近50%。
超重型火箭这条线同样出现「跳棋」布局:4月弃用BN1,但BN2同样进度缓慢,目前只打造完成液氧舱;相反,被隔代指定的主角BN3,已经快速打造完成过半箭体。
照此棋局,最可能的步骤
就是主角一马当先,BN3经由一连串测试闯关,直奔主题:托举SN20直上云霄,承担入轨发射使命。
不管是SN20还是BN3或者被别的编号所取代,其实我们都不必太在意这些编号,更看重的是入轨发射状态以及后续测试效果。正如SpaceX介绍测试目的所说:「
这些数据将决定首次试飞之后航天器设计及操作概念的优化,并且为我们在内部模拟使用而建立更好的模型。」
从初试到成熟,这其间需要N对星舰组合接连试飞、不断推进,才能最终摸顶。就像从第一代星虫一路看到SN15一样……期待由今夏开启的星舰入轨接力赛,越发越快,越飞越准。
马斯克内定:今夏SN20+BN3合演轨道级发射
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