第二代星舰下周试飞，除了更高更重，还有哪些改进？

1月10日消息，SpaceX的全新版本星舰美国时间周四已运抵发射台，准备下周进行的第七次飞行测试。这次测试将验证有效载荷部署机制，发射窗口定于美国东部时间周一下午5点（北京时间周二早晨6点）开启。这将是SpaceX对超级重型助推器和星舰飞船的第七次全尺寸飞行测试，也是2025年的首次发射。
在未来几天，SpaceX技术团队将把星舰堆叠到已安装在发射台上的超级重型助推器上，并在周一发射倒计时前完成最后的测试和准备工作。
SpaceX在官网的任务概述中写道：“即将到来的飞行测试将发射经过重大升级的新一代星舰，尝试首次有效载荷部署测试，开展多项针对飞船捕获和重复使用的再入实验，并发射并回收超级重型助推器。”
周一的任务将重复SpaceX在最近两次星舰测试飞行中展示的多个关键操作。发射约7分钟后，SpaceX计划再次尝试让超级重型助推器返回发射场，并利用发射塔上的两只机械臂“筷子”捕获助推器。
在2024年10月的第五次飞行测试中，SpaceX成功完成了这一壮举。但在11月的测试中，由于发射塔上的传感器损坏，公司被迫放弃了捕捉尝试，健康状况良好的助推器最终在墨西哥湾近海实现受控溅落。
为优化操作，本次飞行测试中，SpaceX为发射塔传感器增加了保护措施，并计划测试“筷子”上的雷达设备，以提供更精确的测距数据。这些改进预计将提高超级重型助推器和星舰在未来任务中被成功捕获的几率。
在本次测试中，超级重型助推器搭载的33部猛禽发动机中，有一台是从2024年10月测试回收的助推器中拆卸并重新部署的。这标志着SpaceX向实现整个星舰系统完全重复使用迈出的重要一步。
当助推器与星舰上面级分离后，星舰上面级将点燃6部发动机，加速至接近轨道速度，获得足够能量完成地球半圈飞行。随后，在重力作用下，星舰将重返大气层，并于发射约一小时后受控溅落在澳大利亚西北部的印度洋中。
新版本，新目标
此次飞行测试的主要改进集中在星舰的上面级。第二代星舰（Block 2）最显著的变化是前襟翼的设计优化。工程师缩小了襟翼的尺寸，并将其位置移至更靠近飞船鼻尖的区域，以更好地保护襟翼免受再入大气层时的高温侵袭。在去年的测试飞行中，星舰上的摄像头曾显示前襟翼在再入过程中受到高温损伤。
SpaceX还在研发升级版的超级重型助推器，该型号比现有版本略高，并能够产生更大的推力。然而，在即将到来的测试飞行中，SpaceX仍将使用第一代助推器设计。
在此次飞行中，超级重型助推器和星舰上面级将携带超过1050万磅（约4762吨）的燃料和氧化剂。新版星舰的推进剂储罐容积较之前增加了25%，但有效载荷舱的空间略有减少，本次任务将搭载10个星链互联网卫星的模型。综合这些改进，火箭整体高度增加了近6英尺（约1.8米），总高度达到404英尺（约123.1米）。
这一高度的提升意味着SpaceX将再次打破自身保持的最大体积与最强推力火箭的纪录。而未来推出的第三代星舰将更为强大，其上面级将配备9台发动机，相比目前的6台进一步提升推力，可向近地轨道运输多达44万磅（200吨）的货物。
第二代星舰的新改进包括：
•        推进剂输送管道的真空护套
•        猛禽真空发动机的全新燃料输送系统
•        改进的推进航空电子模块，用于控制设备阀门和读取传感器数据
•        重新设计的惯性导航系统和星跟踪传感器
•        集成智能电池和动力单元，可在飞船内部分配2.7兆瓦的电力
•        搭载的摄像头数量增加至30多个
为未来奠基
增强版的航电系统将为未来任务奠定基础，验证SpaceX在轨补给星舰以及飞船返回发射场的能力。例如，SpaceX将采用性能更强的飞行计算机和新型天线，新天线集成了与“星链”卫星、GPS导航卫星连接的功能，同时为传统无线电通信链路提供备份支持。SpaceX表示，得益于“星链”网络，星舰在飞行的各个阶段可以实现超过120Mbps的实时高清视频和遥测数据传输。
SpaceX进一步指出，这些改进“提升了星舰的性能，同时增强了其执行长期任务的能力”。此外，飞船隔热系统也进行了升级，采用最新一代隔热瓦，并增加了备用层，以防止隔热瓦在飞行过程中丢失或损坏。
在飞行约17分钟后，星舰将在大西洋上空部署10个与新一代“星链”卫星大小和重量相似的有效载荷模型。这些模型将沿亚轨道绕地球一圈飞行，并在无人区的印度洋上空再入大气层。未来，星舰将发射真正的新一代“星链”卫星，以提升网络容量。由于这些卫星体积过大，现有的猎鹰9号火箭无法胜任发射任务。
此次飞行测试中，SpaceX还将再次在太空中点燃星舰的猛禽真空发动机之一，重现去年11月第六次飞行测试中成功完成的演示。发动机的重启能力至关重要，不仅可使星舰脱离低地球轨道进入再入轨迹，还为未来掌握轨道加油技术后飞往更高轨道、月球或火星铺平道路。
美国国家航空航天局（NASA）已与SpaceX签订合同，开发专为阿尔忒弥斯计划设计的星舰衍生版本，用于将宇航员送往并接回月球表面。负责监管该项目的NASA项目经理丽莎·沃森-摩根（Lisa Watson-Morgan）对去年在太空中完成发动机重启测试的成果表示满意。
摩根在最近的采访中表示：“在登月过程中，我们将执行一系列复杂的机动操作，而猛禽发动机在整个过程中将经历极其寒冷的环境。确保它们能够成功重新点火是关键。这次测试是迈向这一目标的重要一步。”
她补充说：“此外，着陆后发动机将关闭，届时环境会变得极其寒冷。为了让飞船再次起飞，将机组人员送离月球表面，发动机必须能够在极寒条件下重新点燃。这正是这次测试对NASA载人登月系统和重返月球计划至关重要的原因。”
“最大的技术挑战”
SpaceX公司仍在对星舰的隔热罩进行试验。公司创始人兼首席执行官埃隆·马斯克（Elon Musk）将其称为“星舰面临的最大技术挑战”。为实现每天多次发射星舰的目标，隔热罩必须具备完全且即时的可重复使用能力。
尽管此前的三艘星舰均成功在印度洋完成溅落，但在重返大气层时，当飞船暴露在高达1430摄氏度的极端温度下，一些隔热瓦仍从飞船上脱落。
为了对飞船的易损部位进行“压力测试”，工程师在下周飞行测试的星舰上移除了某些区域的隔热瓦。此外，他们对隔热瓦与飞船不锈钢外壳交接处的边缘进行了平滑和细化处理，以解决此前测试中观察到的再入大气层“热点”问题。
SpaceX公司表示：“我们将测试多种金属隔热瓦，其中包括一种具备主动冷却功能的隔热瓦，以探索在再入过程中保护星舰的替代材料。”
此外，SpaceX还在星舰上安装了简易的接箍装置，用于测试其在再入大气层过程中的热性能。据SpaceX介绍，飞船将在下降过程中采用更苛刻的飞行轨迹，以测试重新设计的前襟翼在最大动态压力点的结构极限。
总的来说，SpaceX在下周的飞行测试中不仅将展示卫星部署演示，还对星舰进行了重要升级。这些改进将为未来任务奠定基础，或许在未来几个月内，星舰将迎来下一次重大突破。
在去年11月的飞行测试后，马斯克在社交媒体X上表示，公司可能会在下周任务之后的下一次飞行测试中尝试让星舰返回发射场。若要实现这一目标，星舰需要完成至少一次完整的地球轨道飞行。
马斯克写道：“我们会再进行一次海上溅落。如果这次一切顺利，SpaceX将尝试用发射塔捕获星舰。”（辰辰）

                    
               
               
               
               
               
               
                    
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