美“超重-星艦”再引關注
北京時間3月14日21時,美國太空探索技術公司在位于得克薩斯州的博卡奇卡星艦基地,開展了“超重-星艦”的第三次飛行試驗。試驗中,“超重”推進器上升段飛行正常,但在返回后的著陸點火階段姿態(tài)失穩(wěn),點火異常并高速墜海;“星艦”飛船在分離后正常點火,進入預定軌道并開展試驗,但發(fā)動機離軌點火失敗。起飛約49分鐘后,“星艦”飛船再入大氣層時姿態(tài)失穩(wěn),最終解體。此次發(fā)射受到廣泛關注。
本次任務中,“超重”推進器和“星艦”飛船并未完全按照預定計劃,僅完成了上升段任務,相當于完成了一次傳統(tǒng)火箭發(fā)射任務。
可重復使用
“超重-星艦”由“超重”推進器和“星艦”飛船組成,為兩級完全可重復使用運載器,直徑9米,高121米,使用低溫液氧/甲烷作為推進劑,最大起飛推力7590噸,超過美國20世紀60代實施載人登月計劃的“土星五號”運載火箭。其中,“超重”推進器高71米,總重3400噸;“星艦”飛船為入軌器,高50米,總重1200噸。據(jù)美國太空探索技術公司網站公布的數(shù)據(jù),“超重-星艦”在完全重復使用時的載荷量為150噸,一次性使用時的載荷量250噸(“土星五號”為118噸),一旦研制成功,將是目前運載能力最強的可重復使用運載火箭。
“超重-星艦”的最大特點是可重復使用,就像汽車、飛機等運輸工具一樣。其發(fā)射服務費主要是消耗的火箭推進劑費用,大幅降低進入太空的成本,對現(xiàn)有航天發(fā)射的價格體系帶來較大沖擊。目前,“超重-星艦”還在研制當中。此次飛行試驗主要為兩級完全重復使用技術進行多項技術驗證,包括“超重”推進器的返回點火、“星艦”飛船在軌轉移推進劑和軌道再入等。其中,“超重”推進器的返回點火與“星艦”飛船在軌轉移推進劑兩項測試順利完成,“星艦”飛船的軌道再入測試因發(fā)動機未能順利點火而失敗,最終未實現(xiàn)正常返回。
未來用途廣
如果“超重-星艦”實現(xiàn)完全可重復使用,其大規(guī)模低成本進入太空的能力,將帶來諸多直接和潛在的應用需求。
其一,大規(guī)模太空發(fā)射需求。例如,太空探索技術公司的“星鏈”計劃三期星座計劃發(fā)射3萬顆衛(wèi)星,每顆衛(wèi)星重1.25噸。如果由“獵鷹”9號火箭發(fā)射,其建設周期將非常長。如果使用“超重-星艦”進行發(fā)射,將大大提升部署速度,并進一步降低發(fā)射成本。
其二,太空旅游產業(yè)將迎來大發(fā)展。早在“超重-星艦”研制初期,日本企業(yè)家前澤友作已經購買了“星艦”飛船的環(huán)月旅行“船票”,并邀請朋友一同前往。結合目前“超重-星艦”的發(fā)展速度,私人太空旅行已經不遠,太空經濟也將迎來新一輪大發(fā)展。
其三,潛在的軍事應用需求。美軍在較早時期已關注到“超重-星艦”的研制進展,并向其投入研發(fā)資金。分析認為,“超重-星艦”研制成功后,其擁有的一小時全球“點對點”大規(guī)模人員貨物投送能力,將改變未來戰(zhàn)爭樣式。同時,“超重-星艦”具有的低成本、大規(guī)模、快速重復使用等特點,擁有廣泛的軍事用途。
研發(fā)模式新
近年來,隨著“獵鷹”系列火箭在國際航天發(fā)射市場上成熟應用,可重復使用技術幾乎成為下一代運載火箭的技術標志。同時,太空探索技術公司借助互聯(lián)網思維發(fā)展運載火箭的做法,取得意想不到的效果。以“超重-星艦”為例,其從2019年正式研發(fā)到2023年首飛,僅用時4年;美國相同規(guī)模的SLS重型火箭,從立項到首飛用時12年。SLS重型火箭于2022年首飛后,迄今沒有進行過第二次發(fā)射。“超重-星艦”在首飛失利后一年內完成了3次發(fā)射,今年計劃完成6至9次發(fā)射任務。這種“小步快跑、迅速迭代”的發(fā)展模式,給技術升級和產業(yè)創(chuàng)新帶來大量機會,幾乎改變傳統(tǒng)火箭發(fā)射領域的產業(yè)生態(tài)。如今,這種發(fā)展模式已廣泛應用于諸多行業(yè)領域,推動技術迅速更新?lián)Q代。
“超重-星艦”發(fā)射雖未完成全部任務,但距離成功已然不遠。其具有的商業(yè)航天價值與潛在軍事用途值得進一步關注。(少謀)
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