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疯狂不?星舰今年就能发射入轨
【机械行业网】 时间:2020-02-10 来源:科技日报 【收藏本页
  星舰项目以及未来月球基地(概念图)。图源:SpaceX官网

  今日视点

  美国太空探索技术公司(SpaceX)的星舰(Starship),很有可能成为人类从地球文明迈向星际文明的里程碑,因此其每一步动作,都牵动着全世界太空爱好者的目光。

  日前,SpaceX已向美国联邦通信委员会(FCC)提交了其原型星舰SN1的发射申请,发射地点是美国得克萨斯州博卡奇卡(Boca Chica)基地,飞行半径2公里,最大高度20公里,并将尝试着陆与回收,测试窗口在3月16日至9月16日之间。

  这一日期快到超乎人们想象,看似疯狂的星际征服之路,要开始了吗?

  “闪闪发亮”的星际之旅

  据SpaceX公司首席执行官埃隆·马斯克本人在推特上的频繁披露,以及SpaceX官方网站的零星消息,星舰的建造几乎是昼夜连工——这款原型机名为星舰SN1,从马斯克发的视频里,还能看到星舰团队正在制作一个圆形穹顶,那被认为是星舰外壳工艺中最难的部分。

  在去年11月,星舰MK1测试爆炸后,团队在燃料罐的压力测试方面投入了更多精力,马斯克也几乎是盯着完成了今年初测试的压力装置。现在的装置已经将承受压力加到了约7.1个大气压。而这样的测试成绩完全能够支持星舰的轨道级飞行,但对于载人飞行来说,它还不够安全。SpaceX将会把星舰压力测试装置提高到8.5个大气压,这代表有足够的安全系数支持载人飞行。

  此前,马斯克还专门解释了很多人都关注的舰体不锈钢结构问题。因为自从星舰照片流出后,闪闪发亮的不锈钢身体就引起无数争论。马斯克称,尽管一般认为钢要比铝合金以及碳纤维材料重的多,但使用密度更大的不锈钢来制造星舰,反倒能够减轻结构重量。因为低温下不锈钢的强度会提高两倍,缓解了密度大的问题;而星舰的热防护方式,回归航天飞机的设计,只不过采用的是新一代材料,熔点上的优势又让星舰的背风面甚至无需专门的防热,整体结构反倒比使用铝合金更轻便,同时,成本也更低。

  在今年的测试飞行中,SpaceX将尝试使用火箭的Raptor发动机将其降落在发射场附近,他们希望证明星舰是能重复使用的,并有在月球或火星着陆的实力。

  远期目标和手头工作都很硬核

  在马斯克的安排里,星舰原本就要比美国国家航空航天局(NASA)官方研发的SLS火箭更早入轨,目标包括探索月球、火星以及更遥远天体。

  去年,SpaceX开始建造下一代星际飞船火箭——星舰。按设计,这艘飞船将能够举起超过100公吨的有效载荷,或一次运载多达100名乘客,它将是人类有史以来建造的最大的宇宙飞船,也是一种完全可重复使用的航天器,它将和超级重型火箭进行捆绑,最终完成人类前往月球和火星的任务。

  这个项目显然仍处在早期阶段,但按照马斯克对星舰任务的“有点疯狂”的设定:星舰未来会以极高的频率飞行,并最终实现每年建造100艘、10年内生产1000艘星际飞船的目标。

  亦因此,SpaceX也需要大量的人才补给。上周,马斯克面向全球发出推文邀请,希望有意加入SpaceX的人才到该公司在得克萨斯州博卡奇卡的研发部门参加“星际飞船职业日”,以便为7天24小时不停班的工作安排出4个生产班次,同时还需要工程师、主管和支持人员等等。

  至于对人才的要求,“超级硬核的工作理念,建造事物的天分,常识和诚信是必须的,剩下的部分我们都可以培训。”马斯克的推文如是说。

  毫不客气炸了飞船硬件

  除了提交发射申请,近一段时间来,星舰最吸引人眼球的操作,是故意炸了大部分已完成的飞船硬件。

  今年1月10日,SpaceX的一个工程师团队有意炸毁了一个建造仅20天的小型飞船容器,目的就是测试最近升级的制造和组装方法。

  测试结束后,马斯克在网络上详尽公布了细节,也就是前文说过的压力装置测试结果:当连接罐壁和穹顶的焊接在最大持续压力7.1个大气压情况下失效时,罐体几乎完全按照计划的位置和方式坍塌,而该压力,要比轨道飞行压力6个大气压高出18%。

  不过,SpaceX的要求是:星舰在允许人类驾驶之前,应当可以承受至少高出操作压力40%的压力。下一步更紧密的零件和更好的焊接,将能够实现8.5个大气压的压力,这是载人飞船需要的安全系数的1.4倍。

  但马斯克也证实,这次有意为之的爆炸实验非常成功——因为这可以帮助他们确定该公司当前生产和组装方法的极限性,进而才能制造出第一艘可以在太空轨道飞行的星舰。

  去年11月,SpaceX在一次规模更大的测试中,就被认为“故意”对星舰MK1原型机施加了过高压力,导致这艘飞船的顶儿一下子被崩到了数百英尺高的空中。

  而这让SpaceX确定了星舰MK1型号其实是不适合星际飞行的。但放弃一个原型机对SpaceX来说根本不是事,他们以不可思议的效率进行了重组升级,似乎向人们表明:要完成一个疯狂老板的目标,就需要一个不用睡觉的团队。
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