北京时间11月15日凌晨约5时20分,SpaceX发射塔的两根机械臂夹住了从轨道返回的42号飞船(S42),人类首次捕获轨道级上面级,星舰第15次试飞中更难的那一半成了。 另一半本应在起飞约6分半钟后完成:11月14日清晨(美国中部时间13日下午)升空的超重型助推器B22没能飞回塔架,返航途中自动中止捕获,改道溅落墨西哥湾并发生爆炸。 社交平台上,"助推器又炸了"的嘲讽和"难度更大的飞船第一次就被接住"的反驳同时刷屏。真正值得搞清楚的是:筷子明明接得住,助推器这次卡在了哪一步。问问马斯克华尔街见闻
失败不在"夹",在点火返航的最后一公里
据SpaceX直播解说,B22在热分离后正常返航,飞回发射塔途中一台猛禽3发动机未能重燃,自动中止了塔架捕获。 直播主持人给出的定性更直接:最终改为溅落的原因是制导、导航与控制(GNC)问题,系统判断其已无法满足回收条件并自动调整了飞行轨迹。DeepTech深科技知乎
这不是第三代助推器第一次在返航阶段出事:SpaceX此前3次在塔架接住的助推器都是第一代产品,而今年5月V3构型首飞以来,着陆点火成了固定故障点,第12飞的B19在着陆点火阶段损失,第13飞的B20没有点燃全部发动机、撞上海面爆炸,第14飞的B21在上升和返航途中各损失一台发动机、只完成海上软溅落。 B22本有望成为首枚飞回塔架的第三代助推器,结果连续第四次栽在了回家的路上,出问题的始终不是机械臂,而是回家路上那次点火。DeepTech深科技
卡点的下一层:推力打了折,燃料余量被挤干
更深的卡点指向发动机与推进剂余量。据赛后流传的技术分析,为保证猛禽3稳定工作,飞行中的实际推力相对地面试车有所下调,S42满加注又改变了助推器的飞行剖面,推力不足拉长了工作时间、多耗了推进剂,留给着陆重燃的甲烷余量被压得很薄;马斯克赛后表示助推器燃料略显不足,并解释直播画面中的绿色火焰来自再生冷却回路燃料耗尽、铜材烧蚀后的富氧燃烧。 对应的修复方向也已给出:把一级主发动机关机(MECO)提前约1秒,为折返和着陆保住推进剂,同时推进性能更高、一致性更好的猛禽V3.2;SpaceX直播主持人丹·休特表示团队会深入调查中止原因,上述技术细节目前仍以直播表态与社区分析为主,正式调查结论尚未公布。知乎
机械臂捕获对位置、速度和发动机状态的要求几乎没有容错空间,这正是"已经掌握的能力"难以在V3上重现的原因:落海溅落算部分成功,塔架回收则要求点火时序分毫不差。
为什么"更难"的飞船反而先成了
从任务设计看,飞船回收才是这次真正的新课题:助推器在起飞两分多钟后分离,返回时高度和速度都有限;飞船从轨道返回,再入速度20倍音速以上,要先靠隔热盾扛过加热,再滑翔、点火减速,把落点送进机械臂之间。 S42沿用了第14次飞行后的隔热盾改进,此前困扰它的真空发动机提前关机和氦泄漏没有复现。DeepTech深科技
飞船还握有助推器没有的决策方式。入轨后设有3个返回检查点,飞控团队逐项核查发动机、供电通信、导航传感器与贮箱状态,释放26颗星链V3卫星的中途还专门旋转一圈、让带相机的卫星从外部拍摄隔热盾作为放行依据;从陆地上空返回的航线需要FAA专门修改发射许可,把公众伤亡风险压到百万分之一以下。最终S42完成约10秒离轨点火,在约85公里高度以每小时26792公里掠过再入等离子光,5时19分着陆点火,在欢呼声中落入机械臂。问问马斯克
"一半"之后:复用的账第一次能算平
前14次飞行里没有一艘上面级再次起飞:S41溅落后在海上漂了75天才运回检查,S40也泡了一个多月。有分析机构估算一次性使用的星舰每次发射约需1亿美元,而马斯克给完全复用版本定下的目标是单次1000万美元以内。 此前蓝色起源新格伦和蓝箭航天朱雀三号都只实现了第一级回收,这次轨道级上面级的塔架捕获是全球第一次。DeepTech深科技
接下来要盯两件事:S42的地面检测与复用周期,决定飞船侧收益能否兑现;V3助推器的首次回塔能否在下一次飞行实现,取决于那1秒的关机提前和猛禽3.2的推进节奏。马斯克已表示,这次助推器损失不会改变实现高频次、全复用星舰飞行的时间计划,前提是下一枚助推器返航时能如约点火。知乎