打探星艦2.0版開發現狀,何時試飛?

2024年04月30日01:22:05 科技 7302

打探星艦2.0版開發現狀,何時試飛? - 天天要聞

 4月上旬,馬斯克在德州星艦基地演說中放出猛料:spacex正在打造更大更強悍的星艦2.0版本,以取代目前處在測試階段的星艦1.0版。這裡說的星艦2.0版本、1.0版本都是星艦系統(超重型火箭+星艦飛船)。

●星艦2.0版本有多強大?

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▲馬斯克演說時發布的三代星艦版本對照(左:目前1.0版本;中:2.0版本;右:3.0版本)

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2.0版全艦高度:124.4米,比目前1.0版121.3米,足足高出3.1米。其中第一級超重型火箭高72.3米,比1.0版71米,高出1.3米;第二級星艦飛船高52.1米,比1.0版50.3米,高出1.8米。

2.0版本星艦系統起飛推力多達8240噸力,比目前1.0版7130噸力,足足多出1110噸力。這意味著2.0版星艦第一級配置的33台猛禽發動機,每台推力可達250噸,而目前1.0版配置的33台猛禽,每台推力只有230噸。以星艦第三飛(ift-3)為例,實際上每台猛禽最大推力只達到216噸,也就是只達到最大理論值230噸的94%,這可能是為了避免發動機過度磨損,從而提高成功飛行的幾率。

2.0版本星艦飛船最大推力可達1600噸力,比執行星艦第三飛的s28實際值1250噸力,足足多出350噸力。這意味著2.0版星艦飛船配置的6台猛禽(3台海平面版+3台真空版),平均每台推力多達267噸,而目前星艦飛船配置的6台猛禽,平均每台推力只有208噸。這比spacex官網列出的1.0版星艦理論值:真空版猛禽推力258噸、海平面版猛禽推力230噸、星艦飛船推力1450噸,明顯都要低。背後原因很可能是執行星艦第三飛的s28發動機節流造成的。

2.0版本星艦系統加滿推進劑多達5150噸,比1.0版星艦能多加註650噸。其中超重型3650噸、星艦飛船1500噸。目前1.0版本星艦系統加滿推進劑為4500噸,其中超重型3300噸、星艦飛船1200噸。

2.0版本星艦在沒有在軌加油情況下,抵達近地軌道的運力100+噸。而1.0版本星艦隻能將50噸送入leo。目前星艦三次試飛都沒有搭載任何有效載荷。

除了以上變化之外,根據馬斯克去年底推文聲稱,2.0版本星艦還會進一步減少干質量,提高可靠性。

●星艦2.0版本何時試飛?

來自nasaspaceflight.com消息稱,星艦系統b14+s32將是1.0版星艦最後一對組合。按照目前兩月一發的星艦試飛節奏,5月發射b11+s29、7月發射b12+s30、9月發射b13+s31、11月發射b14+s32,那麼就意味著2.0版星艦系統最早將在今年底或者明年初發射。

●2.0版本目前處於何種開發狀態?

由於spacex採用迭代開發模式,有時會報廢多款代序後,直接跳到更好的版本。比如之前開發的一系列星艦飛船,編號s16、s17、s18、s19都被廢棄,直接打造s20,完成地面測試後退役。之後又跳過s21、s22、s23,直接打造s24,最終執行星艦首次試飛(ift-1)。在這種情況下,來自消息人士透露,s33、s34、s35將被跳過,取而代之的是s36,將作為2.0版本的第一艘星艦飛船重點打造。

來自星艦基地建造區最新消息,2.0版本星艦還處在各部件初現成型階段。下面就來打探一下。

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▲新頭錐表面看起來更光滑,打造工藝愈加精湛。不過,對比2.0版與1.0版頭錐,無論是形狀,還是大小其實都還是一樣的,頭錐並沒有變得更鈍或更尖。

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▲2.0版頭錐小型液氧艙似乎經過了重新設計,確切來說是液氧艙底部半球形部分,採用新的傾斜形狀,內嵌了一個漏斗(右圖渲染2.0版頭錐液氧艙)。之前的設計基本上只是在液氧艙側面插入一根導管(左圖渲染1.0版頭錐液氧艙),因此這次重新設計可能與液氧艙在水平和垂直方向上的流體管理有關。

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▲2.0版有效載荷艙段目前僅堆疊三個不鏽鋼環那麼高(5.4米),而不是像1.0版有效載荷艙段擁有五個環高(9米)。這可能是因為還處在未完工階段,沒有任何理由說他們不會在此基礎上堆疊更多環。當然,也不排除它只是一個原型部件。

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▲2.0版有效載荷艙內部縱梁的布局似乎變得更密集,這可能是星艦團隊在飛行測試和結構測試中學到的必要改進之處。另一個值得注意的是,這些縱梁似乎都是實心設計,而不是鏤空設計表面打孔。但這可能只是為了建造摸索階段,這個階段質量或多或少並不是最重要。

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▲2.0版有效載荷艙門(或者叫衛星分配器門)的切口,位於環形接縫上方(上圖1),而不是像1.0版艙門切口位於整個實心環上(上圖2),這可能意味著2.0版艙門在飛船上的位置,要麼更高、要麼更低。另一個明顯變化,2.0版艙門邊框更加圓潤,而1.0版艙門邊框稜角分明。

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▲2.0版有效載荷艙的中間還有一個大洞,尺寸和形狀與甲烷艙排氣閥類似,儘管現在斷定它的用途還為時過早。

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▲2.0版有效載荷艙的左側和右側添加了兩個圓形切口,它們與目前星艦飛船上的兩個掛載點和回收機械臂(筷子)上的掛載點有些相似。如果屬實,這可能意味著星艦團隊重新調整設計,降低了飛船的掛載點。根據馬斯克最新演示信息顯示,星艦飛船2.0版本比1.0版本高出1.8米,這正好多出一個不鏽鋼環的高度。儘管這一變化可能不需要重新調整掛載點,但有可能是在進行探路式調整。

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▲spacex一直在測試明顯更小的隔熱片,並且使用銷釘貼附到飛船上。現已發現在通用艙段上方和飛船底部布滿密集的小銷釘,並且安裝了測試瓦片和真實瓦片。這表明spacex打算在不同區域策略性使用這兩種設計。星艦1.0版本在這些區域的隔熱片是用粘合劑固定到位的,所以新的嘗試意味著spacex試圖擺脫這種方式,但效果如何還需要實測驗證。

至於2.0版本星艦系統第一級(超重型火箭),目前尚未發現關鍵部件現身於星艦基地建造區。估計會稍晚時日才能亮相。

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●星艦3.0版本有多強悍?

當然,2.0版本並非星艦終極版本。根據馬斯克演示稿顯示,星艦3.0版本才是開發的最終版本。在一二級完全復用情況下,星艦3.0版本近地軌道運力高達200+噸,加滿推進劑總量多達6350噸,起飛推力高達10000噸力(這將是土星五號起飛推力3450噸的2.9倍),每台猛禽推力超過300噸力,星艦飛船裝配9台猛禽(3台海平面版、6台真空版),全艦高度150米(超重型80.2米、星艦飛船69.8米),這將是現役獵鷹9號火箭高度的兩倍,比航天史上任何火箭都要高得多。

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無論是2.0還是3.0版星艦,spacex不斷迭代星艦進程中,凸顯幾條熠熠生輝的金句:

○技術不會自動進步,星艦不會自動進化,任何點滴的進步都需要人們不懈推動。

○不斷簡化、不斷優化、不斷提速,成為spacex快速開發史上最強巨箭星艦系統的源代碼。

○唯一要遵守的規則,就是物理定律推導出來的規則,其他都只能算作建議。這對於開發一款前所未有的星艦系統來說,尤其適用。

○永不滿足地創新,不知疲倦地迭代,是寫入spacex基因里的公司編碼。

以上主要信源:nasaspaceflight.com、ringwatchers.com、starship-spacex.fandom.  x.com  圖片來源:spacex、nasaspaceflight、wai media、rgv aerial photography

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