Steed的围脖 26-02-12 08:47
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美国得克萨斯州博卡奇卡的海岸边,出现了奇特的景观:一根 20 多层楼高的不锈钢圆柱体被厚厚的白霜覆盖,在阳光下冒着冷气,活像一根巨大的雪糕。

这是 SpaceX 最新的超重型助推器,在接受一场生死大考。

3个月前,这枚助推器的前辈,编号B18,竖在同一个测试场上。SpaceX往里面灌入高压气体做加压测试。液氧贮箱承受不住,当场爆裂。全新的B18,直接报废。

现在,轮到替补选手B19上场了。这一次,它不光要扛住常温加压,还要经受更严酷的低温验证。工程师们往72米高的不锈钢箭体里灌入零下196摄氏度的液氮,连灌4次,每次都要让火箭经历一轮从极寒到回温、从高压到泄压的完整循环。

6天下来,箭体结构纹丝不动。SpaceX宣布:测试通过。

这就是所谓的“低温验证测试”。火箭发射时烧的是液氧和液态甲烷,都是极低温的流体。把它们灌进贮箱的那一刻,金属会剧烈收缩,焊缝和管路接头承受着来自低温的热应力和推进剂自身压力的双重夹击。任何一个微小的缺陷都可能在这种条件下被撕开。所以在真正加注燃料之前,先用同样冰冷但不会爆炸的液氮来“替考”,是检验火箭体质的必经关卡。

B19属于全新的“星舰V3”(也叫Block 3)构型。SpaceX去年用V2构型飞了5次,前3次失败,后两次达成目标,随即翻篇,直接跳到V3。这个迭代速度放在航天行业里近乎激进,但SpaceX一贯如此:能用实飞数据说话的,绝不在地面磨蹭。

V3的改动相当大刀阔斧。最核心的变化在发动机。底部33台“猛禽”发动机升级到了第三代,推力更大,同时把原本发动机外挂的管路和传感器直接铸进了发动机主体结构里。这意味着发动机之间不再需要单独的隔热罩,整个尾部更紧凑也更轻。

外观上最容易辨认的变化,是格栅翼从4片减到了3片。格栅翼是助推器返回着陆时用来调整姿态的大型金属翅膀,少一片意味着SpaceX的工程师对气动控制算法有了更大的信心,可以用更少的硬件实现同样的控制精度。

另一个变化藏在火箭顶部:之前每次飞行都要抛掉的级间分离环,现在被直接做成了箭体的一部分,跟着助推器一起回收复用。每个被省掉的一次性部件,都是在朝“完全可重复使用”这个终极目标靠近。

通过低温验证只是第一步。B19已经回到厂房,等待安装33台猛禽三代发动机和三片格栅翼。之后它会被运到发射台,加注真正的液氧和甲烷,进行33台发动机同时点火的静态试车。与此同时,它上面那一级,也就是星舰飞船本身,也将前往测试场进行自己的低温验证和六台发动机静态点火。

如果一切顺利,最快3月底,这套全新组合就能进行第12次星舰全系统试飞。

这次试飞的意义远不止“测试新硬件”。SpaceX急于用V3证明的,是一项更关键的能力:在轨加注燃料。星舰虽大,但如果要飞往月球或火星,单次加注的燃料远远不够。解决方案是,先把一艘星舰送上轨道当“加油站”,再把执行任务的星舰送上去对接、补满燃料,然后才启程奔赴深空。这项技术从未有人在这种规模上实现过。

NASA盯着这一切,比谁都紧张。在NASA的“阿尔忒弥斯”重返月球计划中,星舰是目前唯一的载人月球着陆器方案。宇航员将乘坐猎户座飞船抵达月球轨道,然后换乘星舰降落到月面。而这一切的前提是,星舰得先学会在太空中给自己加油。阿尔忒弥斯II载人绕月飞行已经箭在弦上,下一步的阿尔忒弥斯III登月任务正排着队等星舰准备就绪。

所以,得克萨斯测试场上那台裹满白霜的不锈钢火箭,承载的分量比它72米的身躯还要重得多。一次低温验证,连接着的是轨道加注、月球着陆、乃至火星之旅。B18倒下了,B19站住了。

下一场大考是,它能不能飞成功。

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图源:SpaceX

信源:Stephen Clark 发在 ArsTechinca 的相关报道

发布于 美国