SpaceX 发射史上最大火箭，但试飞以爆炸告终

经过多年的期待，SpaceX 于周四从德克萨斯州南部发射了其全尺寸星际飞船火箭的首次试飞，但该任务在四分钟后结束，因为该火箭在多次发动机故障后失去控制并在墨西哥湾上空自毁.

Starship 火箭于周四上午 8 点 33 分（美国东部时间上午 9 点 33 分；UTC 时间 1333 点）从 SpaceX 位于德克萨斯州布朗斯维尔以东的私人发射场 Starbase 升空。 升空开始了 - 在最好的情况下 - 预计将进行 90 分钟的环球试飞，最终火箭上级在夏威夷附近的太平洋溅落。

但是，超重型助推器（即火箭的第一级）上的 33 个甲烷燃料猛禽发动机中至少有 XNUMX 个在升空时关闭。 星际飞船在执行任务大约两分钟后失去了控制，偏离了计划的飞行走廊，直到一个自动战斗终止系统在升空四分钟后炸毁了火箭。 火箭上没有人员或有效载荷。

SpaceX 网络直播中显示的飞行数据表明，火箭的最高飞行高度为 24 英里（39 公里），最高时速为 1,340 英里/小时（2,157 公里/小时）。 试飞达到超音速并继续超过最大空气动力压力点，此时飞行器必须承受其上升过程中最严酷的结构载荷。

爆炸后，火箭碎片落入墨西哥湾。

尽管演示任务提前结束，但 SpaceX 表示，工程师们将从发射中吸取的教训应用到未来的星际飞船试飞中。 结果并不令人意外，因为 SpaceX 在发射前小心翼翼地设定了较低的期望值。

SpaceX 在周四下午的一份声明中表示，Starship 的超重型助推器级“在飞行测试期间经历了多个引擎熄火、失去高度并开始翻滚。”

SpaceX 表示：“通过这样的测试，成功来自于我们学到的东西，我们今天学到了大量关于车辆和地面系统的知识，这将帮助我们改进星际飞船未来的飞行。”

从 Starbase 升空 pic.twitter.com/rgpc2XO7Z9

- SpaceX（@SpaceX） 2023 年 4 月 20 日

SpaceX 创始人兼首席执行官埃隆·马斯克 (Elon Musk) 于 2016 年首次公布了将成为星际飞船的运载火箭计划。从那时起，SpaceX 改进了设计，选择不锈钢作为其主要结构，并迅速在德克萨斯州建造了工厂和发射台海湾海岸。

SpaceX 打算最终使其完全可重复使用的新型火箭旨在将多达 150 吨的货物运送到近地轨道。 前往月球等更远目的地的任务将需要 SpaceX 掌握在轨加油，这在如此大规模的尝试中从未被尝试过。

Starship 运载火箭的尺寸惊人，高约 394 英尺（120 米），直径 30 英尺（9 米），比 747 大型喷气式飞机的机身还宽，也比有史以来制造的任何火箭都大。 火箭重约 11 万磅，满载甲烷和液态氧。

在所有 33 个发动机都点火的情况下，火箭将产生 16.7 万磅的推力，每秒从其燃料箱中排出超过 40,000 磅（约 20 公吨）的推进剂。 然而，三台 Raptor 发动机似乎在星期四升空时出现故障，因此超重型助推器上剩余的 30 台发动机可能会产生大约 15 万磅的推力，假设它们都处于全功率状态。 在火箭开始翻滚之前，至少还有三个 Raptor 发动机在飞行中关闭。

埃隆·马斯克在推特上表示，工程师们从这次试飞中“学到了很多”。 他补充说，下一次星际飞船发射可能会在几个月后发生。 SpaceX 正在德克萨斯州完成下一代超重型助推器和星际飞船的研制工作。

但星际飞船发射台的维修和重新设计可能会破坏这些计划。 Starship 发动机的爆炸在发射场上掀起了一阵碎片，损坏了坦克和其他设备。 世界上最大火箭的发射还在圆形发射架下的混凝土中留下了一个大坑。

SpaceX 没有在 Starbase 建造带有火焰沟槽或火焰分流器的发射台，这些设计特点与其他重型发射台相同。 这些结构旨在引导爆炸能量和热发动机废气远离发射场周围的敏感设备，从而降低损坏风险。

周四试飞的发射台也没有喷水系统。 其他发射台，包括 SpaceX 在佛罗里达州和加利福尼亚州的 Falcon 9 发射设施，在升空期间使用水来抑制声能。

在星际飞船试飞之前，马斯克最关心的问题之一是 SpaceX 星际基地综合设施发射台的损坏。

“我想我只想把期望值定得很低，”马斯克周日在 Twitter Spaces 与他的订阅者会面时说。 “如果我们在出现问题之前离发射台足够远，我会认为这是成功的。 只是不要炸毁发射台。”

由于超重型助推器增压系统中的阀门冻结，SpaceX 取消了周一星际飞船试飞的首次发射尝试。 在两次发射尝试之间，有人看到技术人员在火箭底部周围工作，在星期四第二次星际飞船倒计时之前，有 100 多辆油罐车将新鲜的液氮、液氧和甲烷运送到发射台的储罐。

超重型助推器超过了苏联 N1 运载火箭产生的总功率，后者有 30 个发动机，推力为 10 万磅。 1 年至 1969 年间，N1972 从哈萨克斯坦进行了四次试飞，但从未到达太空。星期四的星际飞船试飞使它比 1 多年前的任何 N50 火箭在爬升到太空方面走得更远。

SpaceX 的巨型新火箭产生的推力大约是美国宇航局阿波罗计划土星 5 号月球火箭的推力，或者是美国宇航局太空发射系统火箭，该火箭于 XNUMX 月在美国宇航局阿尔忒弥斯月球计划的试飞中首次成功飞行。

如果周四的试飞达到其全部持续时间，星际飞船——实际上是火箭的上级——将在任务开始约三分钟时与其超重型助推器分离，然后点燃其六个猛禽发动机以加速到略低于到达环绕地球的稳定轨道所需的速度。

这艘星际飞船在 SpaceX 的命名法中编号为 Ship 24，它在太空中滑行了一个多小时，达到了大约 146 英里（235 公里）的最高高度，然后重新进入太平洋上空的大气层，并最终在夏威夷北部的速度影响。 该飞行器覆盖着数千块瓷砖，以保护其不锈钢结构免受重返大气层时的酷热。

但周四的试飞距离不足以测试星际飞船的上层级，也无法测试其重新进入大气层的能力。 超重型助推器还被编程为在与星际飞船上级分离后重新点燃其部分猛禽发动机，并进行两次机动以引导自己返回墨西哥湾的受控溅落，这是对未来着陆恢复和再利用的测试助推器。 周四也没有实现这一目标。

“在我们到达轨道之前，我们可能需要在这里踢几下罐子，然后在到达轨道之后，我们必须将助推器带回来并着陆，”马斯克说。 “我们必须让船返回并着陆。 为了快速实现可重用性，它必须降落在它起飞的地方，因为运输这头巨兽非常困难。”

马斯克表示，他认为 SpaceX 可以在两三年内让超重型火箭和星舰火箭可回收并快速重复使用。 该公司希望最终退役其主力猎鹰火箭系列和龙飞船，转而使用超重型和星际飞船，尽管预计猎鹰和龙飞船将继续服役发射机组人员并向空间站运送货物，直到 2020 年代后期。

马斯克周一表示：“这确实是漫长旅程的第一步，需要很多很多次飞行。” “对于那些了解猎鹰 9 号和猎鹰 1 号历史以及我们在可重用性方面的尝试的人来说，我认为在我们真正恢复一个阶段之前可能已经进行了近 20 次尝试。 然后在我们具有有意义的可重用性之前进行了更多的飞行，我们不必重建整个火箭。”

马斯克说，SpaceX 改装了第一个可飞行的超重型助推器，称为助推器 7，带有屏蔽以保护其 33 个猛禽动力装置免受附近发动机故障的影响，这一措施旨在减少影响多个猛禽发动机的级联系列故障的可能性。

“这非常重要，因为如果你有 33 个引擎，如果其中任何一个出现问题，就像有一盒手榴弹，非常大的手榴弹，”马斯克说。

目前尚不清楚周四超重型助推器的发动机故障中有多少（如果有的话）是由于相邻发动机故障造成的。

一旦火箭得到验证，SpaceX 希望使用 Starship 运载工具部署公司的 Starlink 互联网卫星，飞行比目前由较小的猎鹰 9 号火箭发射的航天器更重的下一代版本的宽带中继站。 SpaceX 发布的一段动画展示了该公司使用类似于巨型 Pez 分配器的机制从轨道上的星际飞船部署 Starlink 卫星的概念。

SpaceX 还赢得了与 NASA 签订的价值 2.9 亿美元的合同，将把星际飞船开发成用于该机构的 Artemis 登月任务的载人着陆器。 Starship 的月球衍生产品，在 Starship 加油机的协助下，将用于与宇航员一起登月，NASA 称这不会早于 2025 年发生。SpaceX 还与日本亿万富翁前泽友作达成协议，派遣一个私人团队乘坐星际飞船绕月飞行的公民。

星际飞船在轨加油技术的测试需要等到该公司能够可靠地将火箭发射到太空后才能进行，这引起了包括 NASA 自己的监察长在内的许多观察家的怀疑，即 SpaceX 建造的月球着陆器可在 2025 年底前准备就绪。

“恭喜 SpaceX Starship 的首次综合飞行测试！” 美国宇航局局长比尔尼尔森在周四发射后的一份声明中说。 “历史上的每一项伟大成就都需要一定程度的计算风险，因为风险越大，回报越大。 期待 SpaceX 所学到的一切，期待下一次飞行测试——以及更远的未来。”

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• Sumber: https://spaceflightnow.com/2023/04/20/spacex-launches-largest-rocket-ever-built-but-test-flight-ends-in-explosion/