北京时间11月15日凌晨5点20分左右,SpaceX的“星舰”42号飞船在执行了大约22个半小时的飞行任务后,返回得克萨斯州的发射基地,并由发射塔机械臂实施“捕获”回收,完成第15次试飞。 此前被“筷子”夹住的3次都是一级助推器,把从轨道返回的飞船本体接进塔臂,这是人类历史上头一回。 同一次任务里,一级助推器却没能回家——这次返回全程,其实是飞船一路闯关的过程,值得逐关拆开看。航天面面观蓝鲸新闻问问马斯克
入轨之前:先过两道“体检关”
11月14日6时47分36秒(美国中部时间13日16时47分36秒),助推器B22与飞船S42组成的IFT-15组合体从星舰基地2号发射工位点火升空。轻舟一号
升空后2分28秒一二级分离。轻舟一号
入轨前,飞船先停了一步:T+8分10秒进入亚轨道,地面确认系统正常后,才由一台海平面猛禽发动机短暂点火进入约275公里的近地轨道。轻舟一号
入轨之后,飞船部署了26颗第三代星链卫星,随即转入约21小时的绕地滑行,任务团队持续监测飞船系统,必要时随时可以提前离轨;本次部署的部分卫星还搭载了专用相机,从外部检查飞船隔热盾的状态。机器之心
返回本体:不到一小时,四道关,关关有“否决点”
第一关是决策。距计划着陆还有2小时,任务团队才投票放行返场回收;只要条件不达标,飞船就改道海上溅落,备降点据报道有5处。轻舟一号航天面面观
第二关是离轨。北京时间约4时23分,猛禽发动机只点了几秒——7秒,把近地点“拽”回大气层,返航正式开始。轻舟一号
第三关是热防护。约85公里高度再入时,箭体速度仍超过每小时2.6万公里,前方空气被剧烈压缩形成极高温气流,迎风面数千块隔热瓦护住不锈钢箭体免受高温破坏。问问马斯克机器之心
在历次试飞中,隔热瓦可靠性都是重点验证的薄弱环节;这次飞船采用改进后的瓦片固定方式和新的弧形瓦设计,以降低缝隙间的局部加热。机器之心
第四关是姿态与合抱。飞船以“腹部下落”姿态把大气当刹车,靠襟翼修正方向;T+22分32秒10着陆点火,发动机推力把横着的箭体翻回垂直,23秒后飞船进入张开的塔臂之间,熄火、合抱、锁止。轻舟一号
宁肯用塔臂冒险也不装着陆腿,是因为传统着陆腿会增加结构质量、吃掉运力;让发射塔承担支撑和捕获,还能省去海上回收、运输和重新吊装——代价是最后几秒一旦出现重大偏差,可能连船带塔一起损失。机器之心
一级为什么倒在“推进剂关”
B22的关卡来得更早。分离后它执行翻转机动并完成返回点火,计划的33台猛禽发动机重启了32台,点火却因推进剂质量偏低提前结束;滑行中制导控制系统自动触发终止程序,放弃塔捕,箭体改道墨西哥湾,完成着陆点火并在海面上空悬停后,于T+6分37秒被飞行终止系统自毁。轻舟一号
马斯克在X上初步解释称,助推器当时推进剂余量略有不足,初步推测或与部分发动机性能低于预期有关,改进方向是提高发动机性能一致性、调整关机时机保留更多返回推进剂,根本原因仍待遥测数据完整分析。机器之心
这也正是完全复用的两难:为返回多留推进剂,就要少带载荷;留得太少,发动机的性能波动就可能拿走回收能力。值得注意的是,B22并非失控坠落——它把预案执行到了悬停自毁的最后一步,距离一级首次入轨级回收只差一步。轻舟一号
接住只是开头:复用的坡路还在后面
这是星舰系统的第15次飞行、第2次入轨任务,也是2023年4月首飞以来持续时间最长的一次,飞船完整走通了入轨、部署、长时滑行、再入、塔捕的全链条。轻舟一号
但回收和复用仍是两个概念:接下来还要证明回收后的星舰能够再次飞行、隔热瓦可以承受多次高温再入、检查翻修加注的过程足够高效;奔月任务之前,还有数十次近地轨道在轨推进剂转移这一全新领域。机器之心
眼下的收益已经可见:本次部署的26颗V3卫星提供的网络容量,约相当于10次猎鹰9号V2 Mini星链任务;Bernstein分析师则把展示飞船复用性称为支撑SpaceX“数万亿美元估值”的“最重要一步”。 等回收不再是新闻、而成为发射场的日常操作,星舰才算真正闯过全部关卡。机器之心华尔街见闻