星艦基地正迎來史無前例的測試高潮

星艦基地正迎來史無前例的測試高潮

最近幾天星艦基地大放異彩。自從今年5月SN15驚豔首飛後,似乎一路沉寂,沒有測試飛,沒有大動作,貌似只有沒完沒了的基建忙碌……直到7月底,SpaceX突然加速度:⏩超快進整個星艦進度條,令世人眼花繚亂。

星艦基地正迎來史無前例的測試高潮

●14H安裝29臺Raptors

美中時間(當地時間)8月1日傍晚6時起,至8月2日早上8時許,星艦基地團隊只爭朝夕,14小時之內為B4安裝29臺猛禽發動機,創下業界奇蹟。

要知道,按照航天業界節奏,通常為大火箭裝配一臺發動機就需要數天時間。反觀星艦基地,14小時裝配29臺,意味著平均每臺僅僅用時28。9分鐘。我們都曉得,家裝一臺空調都得小半天!

這就是星艦基地加速度。在此之前,當然也曾演練過。7月13日為B3安裝兩臺猛禽分別只用了46、22分鐘,創下安裝發動機速度紀錄。

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另一個壯舉逼近破紀錄。從裝配發動機數量來看,B4裝配29臺猛禽,直逼N1——上世紀60年代末70年代初,蘇聯N1火箭配置了30臺NK-15發動機。當時安裝速度:48小時安裝30臺。

如今SpaceX 14小時裝配29臺,輕鬆超過。

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●29臺猛禽列陣圖亮相

29臺猛禽列陣圖首度亮相,跟之前專業星艦粉預測的分佈圖類似:中心9臺向量推力發動機(1+8),外圈20臺固定推力發動機。

29臺猛禽(每臺~185噸推力)海平面推力可產生約5400噸力,輕鬆擊敗N1配置30臺所產生的4630噸推力。

未來升級版配置33臺猛禽(每臺~230噸力)高達7600噸力,這將是土星五號兩倍多、現役最強火箭重鷹三倍多。

目前尚不確定的是,多達29臺大推力發動機密集分佈所產生的共振問題,似乎還存在一種隱憂。此前馬斯克曾樂觀表態,研發團隊已經攻克這一技術難題,解決掉共振難題。不過事實勝過一切,關鍵看實戰。很快我們就會目睹B4啟動歷史性試射,秒級點燃29臺猛禽產生~5400噸推力,目擊那一幕想想都亢奮!

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猛禽作為全球目前唯一現役的全流量分級燃燒迴圈液氧甲烷發動機,核心技術原理在於:所有的燃料和所有的氧化劑都會經過預燃室,猛禽擁有兩個預燃室,一個用於燃料劑甲烷執行、一個用於氧化劑液氧執行。富燃預燃室驅動燃料泵,富氧預燃室驅動液氧泵。兩個預燃室會極度富燃和極度富氧,使得兩邊渦輪的溫度大大降低,這意味著可以大大提升渦輪泵元件的壽命,從而大幅延長髮動機壽命,大大提升複用次數,大大降低發射成本。

當然,這一切說起來容易做起來難。研製猛禽絕對是十年磨一劍。2012年起SpaceX低調開發,經歷7年反覆設計精研打磨,終於2019年2月完成首次靜態點火,5個月後成就星蟲首次20米跳躍,2020年12月實現首款星艦SN8高空飛行,2021年5月開創SN15成功首飛,直至今年7月底實現第100臺下線,第二代猛禽即將進入量產期……

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●B4抵達軌道級發射臺

被指定為首次軌道級發射的這對黃金組合:B4+S20,超快速進度條令人瞠目。

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▲高達68米、直徑9米的B4整箭組裝完畢,29臺發動機全部安裝到位,4片柵格翼裝配完成。當地時間(美中時間)8月3日週二,B4從建造區高塔開赴3公里之外的發射區,抵達軌道發射臺A,等候吊裝。

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▲史上最高最大一級火箭矗立此地,就像星艦基地的定海神針,或者馬斯克的金箍棒,即將撼動這個世界,攪動未來太空。

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▲頗有諷刺的是,此時此刻正好與之相反的是,ULA阿特拉斯V型火箭託舉著波音星際飛船不得不暫時退場,重返垂直組裝中心一連串複雜的檢查、測試。發射視窗再次變得模糊不清,美版「航天老國企」再度顯露關鍵時刻掉鏈子。

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●S20身披鎧甲合體

經過幾天不捨晝夜之後,S20頭錐、下半身的迎風面現已貼滿隔熱片。同樣貼有隔熱片的前後翼也已安裝到位。跟以往原型星艦貼附不同的是,這次在不鏽鋼艦體表面與隔熱片之間增加一層隔膜。

據信這是為了進一步減少隔熱片縫隙導熱帶來的風險。不斷最佳化,隨時調整,正是SpaceX實現快速迭代、突破自我的具體表現。

B4轉運至發射區之後,騰出來的高塔空間馬上就被S20佔用。

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▲老馬在第一時間曬圖,喜悅之情溢位此照。

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▲6臺猛禽(中心3臺海平面猛禽+外圈3臺真空猛禽)快速安裝到位。真空猛禽用於軌道/亞軌道飛行,海平面猛禽用於翻轉機動、反推著陸。儘管S20的最終命運將是海上濺落,但必須像星艦前輩那樣經受一連串高難度考驗:自由落體式俯衝、神龍擺尾式翻轉,直至海面垂直濺落。這是必付的必要代價,為獲取試飛資料、構建軌道飛行模型,提供前所未有的實測經驗。

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▲全身披掛鎧甲的S20進駐高塔,馬上連夜快速組裝合體,不日就會重裝出陣,傲然挺立。之後轉運至發射區,開啟一系列測試模式。

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●迎來測試高潮期

接下來這幾周,星艦基地發射區將迎來前所未有的測試高峰期。B4、S20需要各自闖關:環境壓力測試(加註氮氣以驗證推進劑艙密封性)、低溫加壓測試(加註超低溫液氮進一步驗證火箭結構完整性)、靜態點火測試(多次秒級試射多臺猛禽發動機)。

統統順利通關後,B4、S20二合一,箭船合體。我們將見證史無前例的巨型太空運輸系統:第一級超重型B4+第二級星艦S20。

只待最終敲定星艦軌道級首飛日,一睹軌道級首飛:超重型火箭託舉星艦直插雲霄,成就第一枚巨箭史詩級試飛、第一艘星艦科幻般飛行……不論結果如何,都是歷史性首飛,開創性的壯舉。

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