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瘋狂不?星艦今年就能發射入軌
【機械行業網】 時間:2020-02-10 來源:科技日報 【收藏本頁
  星艦項目以及未來月球基地(概念圖)。圖源:SpaceX官網

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  美國太空探索技術公司(SpaceX)的星艦(Starship),很有可能成為人類從地球文明邁向星際文明的里程碑,因此其每一步動作,都牽動著全世界太空愛好者的目光。

  日前,SpaceX已向美國聯邦通信委員會(FCC)提交了其原型星艦SN1的發射申請,發射地點是美國得克薩斯州博卡奇卡(Boca Chica)基地,飛行半徑2公里,最大高度20公里,并將嘗試著陸與回收,測試窗口在3月16日至9月16日之間。

  這一日期快到超乎人們想象,看似瘋狂的星際征服之路,要開始了嗎?

  “閃閃發亮”的星際之旅

  據SpaceX公司首席執行官埃隆·馬斯克本人在推特上的頻繁披露,以及SpaceX官方網站的零星消息,星艦的建造幾乎是晝夜連工——這款原型機名為星艦SN1,從馬斯克發的視頻里,還能看到星艦團隊正在制作一個圓形穹頂,那被認為是星艦外殼工藝中最難的部分。

  在去年11月,星艦MK1測試爆炸后,團隊在燃料罐的壓力測試方面投入了更多精力,馬斯克也幾乎是盯著完成了今年初測試的壓力裝置。現在的裝置已經將承受壓力加到了約7.1個大氣壓。而這樣的測試成績完全能夠支持星艦的軌道級飛行,但對于載人飛行來說,它還不夠安全。SpaceX將會把星艦壓力測試裝置提高到8.5個大氣壓,這代表有足夠的安全系數支持載人飛行。

  此前,馬斯克還專門解釋了很多人都關注的艦體不銹鋼結構問題。因為自從星艦照片流出后,閃閃發亮的不銹鋼身體就引起無數爭論。馬斯克稱,盡管一般認為鋼要比鋁合金以及碳纖維材料重的多,但使用密度更大的不銹鋼來制造星艦,反倒能夠減輕結構重量。因為低溫下不銹鋼的強度會提高兩倍,緩解了密度大的問題;而星艦的熱防護方式,回歸航天飛機的設計,只不過采用的是新一代材料,熔點上的優勢又讓星艦的背風面甚至無需專門的防熱,整體結構反倒比使用鋁合金更輕便,同時,成本也更低。

  在今年的測試飛行中,SpaceX將嘗試使用火箭的Raptor發動機將其降落在發射場附近,他們希望證明星艦是能重復使用的,并有在月球或火星著陸的實力。

  遠期目標和手頭工作都很硬核

  在馬斯克的安排里,星艦原本就要比美國國家航空航天局(NASA)官方研發的SLS火箭更早入軌,目標包括探索月球、火星以及更遙遠天體。

  去年,SpaceX開始建造下一代星際飛船火箭——星艦。按設計,這艘飛船將能夠舉起超過100公噸的有效載荷,或一次運載多達100名乘客,它將是人類有史以來建造的最大的宇宙飛船,也是一種完全可重復使用的航天器,它將和超級重型火箭進行捆綁,最終完成人類前往月球和火星的任務。

  這個項目顯然仍處在早期階段,但按照馬斯克對星艦任務的“有點瘋狂”的設定:星艦未來會以極高的頻率飛行,并最終實現每年建造100艘、10年內生產1000艘星際飛船的目標。

  亦因此,SpaceX也需要大量的人才補給。上周,馬斯克面向全球發出推文邀請,希望有意加入SpaceX的人才到該公司在得克薩斯州博卡奇卡的研發部門參加“星際飛船職業日”,以便為7天24小時不停班的工作安排出4個生產班次,同時還需要工程師、主管和支持人員等等。

  至于對人才的要求,“超級硬核的工作理念,建造事物的天分,常識和誠信是必須的,剩下的部分我們都可以培訓?!甭硭箍說耐莆娜縭撬?。

  毫不客氣炸了飛船硬件

  除了提交發射申請,近一段時間來,星艦最吸引人眼球的操作,是故意炸了大部分已完成的飛船硬件。

  今年1月10日,SpaceX的一個工程師團隊有意炸毀了一個建造僅20天的小型飛船容器,目的就是測試最近升級的制造和組裝方法。

  測試結束后,馬斯克在網絡上詳盡公布了細節,也就是前文說過的壓力裝置測試結果:當連接罐壁和穹頂的焊接在最大持續壓力7.1個大氣壓情況下失效時,罐體幾乎完全按照計劃的位置和方式坍塌,而該壓力,要比軌道飛行壓力6個大氣壓高出18%。

  不過,SpaceX的要求是:星艦在允許人類駕駛之前,應當可以承受至少高出操作壓力40%的壓力。下一步更緊密的零件和更好的焊接,將能夠實現8.5個大氣壓的壓力,這是載人飛船需要的安全系數的1.4倍。

  但馬斯克也證實,這次有意為之的爆炸實驗非常成功——因為這可以幫助他們確定該公司當前生產和組裝方法的極限性,進而才能制造出第一艘可以在太空軌道飛行的星艦。

  去年11月,SpaceX在一次規模更大的測試中,就被認為“故意”對星艦MK1原型機施加了過高壓力,導致這艘飛船的頂兒一下子被崩到了數百英尺高的空中。

  而這讓SpaceX確定了星艦MK1型號其實是不適合星際飛行的。但放棄一個原型機對SpaceX來說根本不是事,他們以不可思議的效率進行了重組升級,似乎向人們表明:要完成一個瘋狂老板的目標,就需要一個不用睡覺的團隊。
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