美“超重-星舰”再引关注

发布时间:2024-04-14 08:44:40 来源: sp20240414

北京时间3月14日21时,美国太空探索技术公司在位于得克萨斯州的博卡奇卡星舰基地,开展了“超重-星舰”的第三次飞行试验。试验中,“超重”推进器上升段飞行正常,但在返回后的着陆点火阶段姿态失稳,点火异常并高速坠海;“星舰”飞船在分离后正常点火,进入预定轨道并开展试验,但发动机离轨点火失败。起飞约49分钟后,“星舰”飞船再入大气层时姿态失稳,最终解体。此次发射受到广泛关注。

本次任务中,“超重”推进器和“星舰”飞船并未完全按照预定计划,仅完成了上升段任务,相当于完成了一次传统火箭发射任务。

可重复使用

“超重-星舰”由“超重”推进器和“星舰”飞船组成,为两级完全可重复使用运载器,直径9米,高121米,使用低温液氧/甲烷作为推进剂,最大起飞推力7590吨,超过美国20世纪60代实施载人登月计划的“土星五号”运载火箭。其中,“超重”推进器高71米,总重3400吨;“星舰”飞船为入轨器,高50米,总重1200吨。据美国太空探索技术公司网站公布的数据,“超重-星舰”在完全重复使用时的载荷量为150吨,一次性使用时的载荷量250吨(“土星五号”为118吨),一旦研制成功,将是目前运载能力最强的可重复使用运载火箭。

“超重-星舰”的最大特点是可重复使用,就像汽车、飞机等运输工具一样。其发射服务费主要是消耗的火箭推进剂费用,大幅降低进入太空的成本,对现有航天发射的价格体系带来较大冲击。目前,“超重-星舰”还在研制当中。此次飞行试验主要为两级完全重复使用技术进行多项技术验证,包括“超重”推进器的返回点火、“星舰”飞船在轨转移推进剂和轨道再入等。其中,“超重”推进器的返回点火与“星舰”飞船在轨转移推进剂两项测试顺利完成,“星舰”飞船的轨道再入测试因发动机未能顺利点火而失败,最终未实现正常返回。

未来用途广

如果“超重-星舰”实现完全可重复使用,其大规模低成本进入太空的能力,将带来诸多直接和潜在的应用需求。

其一,大规模太空发射需求。例如,太空探索技术公司的“星链”计划三期星座计划发射3万颗卫星,每颗卫星重1.25吨。如果由“猎鹰”9号火箭发射,其建设周期将非常长。如果使用“超重-星舰”进行发射,将大大提升部署速度,并进一步降低发射成本。

其二,太空旅游产业将迎来大发展。早在“超重-星舰”研制初期,日本企业家前泽友作已经购买了“星舰”飞船的环月旅行“船票”,并邀请朋友一同前往。结合目前“超重-星舰”的发展速度,私人太空旅行已经不远,太空经济也将迎来新一轮大发展。

其三,潜在的军事应用需求。美军在较早时期已关注到“超重-星舰”的研制进展,并向其投入研发资金。分析认为,“超重-星舰”研制成功后,其拥有的一小时全球“点对点”大规模人员货物投送能力,将改变未来战争样式。同时,“超重-星舰”具有的低成本、大规模、快速重复使用等特点,拥有广泛的军事用途。

研发模式新

近年来,随着“猎鹰”系列火箭在国际航天发射市场上成熟应用,可重复使用技术几乎成为下一代运载火箭的技术标志。同时,太空探索技术公司借助互联网思维发展运载火箭的做法,取得意想不到的效果。以“超重-星舰”为例,其从2019年正式研发到2023年首飞,仅用时4年;美国相同规模的SLS重型火箭,从立项到首飞用时12年。SLS重型火箭于2022年首飞后,迄今没有进行过第二次发射。“超重-星舰”在首飞失利后一年内完成了3次发射,今年计划完成6至9次发射任务。这种“小步快跑、迅速迭代”的发展模式,给技术升级和产业创新带来大量机会,几乎改变传统火箭发射领域的产业生态。如今,这种发展模式已广泛应用于诸多行业领域,推动技术迅速更新换代。

“超重-星舰”发射虽未完成全部任务,但距离成功已然不远。其具有的商业航天价值与潜在军事用途值得进一步关注。(少谋)

(责编:陈羽、刘圆圆)