SpaceX成功回收超重型助推器,開啟“可重複使用火箭”太空新競賽

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2024年10月13日,SpaceX在德州进行Starship太空船第五次试射,并首度成功利用发射塔上的机械手臂回收第一节的超重型助推火箭。

科技正以前所未有的速度和规模发展,引发多个领域的变革,塑造了新的商业模式,甚至重塑了全新社会结构。我们一起,从科技创新中洞察社会转型和升级的机遇。

狂呼科技研究所聚焦科技创新对当今世界的影响,以独特、前瞻的科技视角,洞察科技时代下涌现的“创新革命”。

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今天对于SpaceX团队而言,无疑是一个创造新纪录的日子。在第五次试飞中,SpaceX成功将“超重型”助推器从超过17,000英里/小时(约27,350公里/小时)的速度减速,并精确地引导它回到mechazilla发射台中,利用其巨大机械臂将助推器捕捉住,而不是像以往那样让它坠入海洋。

这一历史性的成就标志着无人驾驶星际飞船第五次试飞的成功,不仅是该公司的一次重大进展,也是太空探索领域的一个里程碑。能够捕获并重复使用助推器,将显著降低未来太空旅行的成本,使得SpaceX实现完全可重复使用且快速部署火箭的梦想又向前迈进了一大步。

实现里程碑式的助推器回收
SpaceX的Starship/星舰是全球最大、最强大的火箭,将作为NASA Artemis 3任务的助推器,计划于2026年将宇航员送上月球。

Starship高度近400英尺,是一个可重复使用的运输系统,旨在将货物和人员送往地球轨道、月球和火星。整体长度约120米,直径约9米,由“超重型”助推器和“星舰”飞船组成。第一级“超重型”助推器长约70米,两级均可重复使用,设计目标是运送人员和货物至地球轨道、月球及火星。

今天10月13日,SpaceX在美国得克萨斯州博卡奇卡对新一代重型运载火箭Starship进行第五次试射。本次试飞的主要目标,是回收第一级“超重型”助推器。在发射后约6分55秒,“超重型”助推器被机械臂捕获,成功上演历史性一刻,并首次实现了对超重型助推器的登陆和捕获。

SpaceX在其网站上表示,“在捕捉之前,必须满足数千个车辆和发射台的标准,感谢SpaceX工程师的努力,我们在第一次尝试中就取得了成功。”Starship的其他部分水平重新进入地球大气层,机载摄影机显示光滑的粉紫色等离子体覆盖了朝向地球的一侧。该船的热侧配备了18,000块隔热瓦,自6月以来这些瓦片经过改进。此前,星舰在首次飞往印度洋的全面测试飞行中,由于瓦片损坏而难以顺利重返大气层。

这次,Starship重新点燃了六个引擎之一,使其在海洋着陆时显得更加稳定。 SpaceX的直播显示,火箭在澳洲海岸附近的夜间水域中坠落,随后侧翻,结束了测试任务。从附近一艘船拍摄的画面显示,该船随后爆炸成一个巨大的火球,目前尚不清楚这是受控爆炸还是燃料泄漏造成的。马斯克表示,这艘船“准确地落在了目标上!”

不少观看了直播的观众纷纷表达,“我们刚刚看到的就像魔法一样!”、“马斯克真的一直在为改变世界而努力”。此外,加拿大前宇航员克里斯·哈德菲尔德在X平台上表示,“今天,人类的能力向前迈出了巨大的一步,让我对我们共同的未来更加兴奋。祝贺SpaceX的所有人!”

今天第五次试飞,被认为是SpaceX第一次尝试这一大胆举措。成功捕捉助推器对于Starship开发完全可重复使用的火箭以及将人类、科学设备和物资送往月球和火星至关重要。该公司表示,一旦Starship投入运行,SpaceX就可以更快进入太空。据摩根士丹利估计,Starship的单次飞行成本为1亿美元,但实现回收后最终可能降至5000万美元。

目前,SpaceX正在为2025年载人绕月轨道和2026年登月做准备。这次测试发射在最后一刻获得了美国联邦航空管理局的批准,该管理局最初计划于11月进行发射。

此前的四次尝试
实际上,在今天第五次试飞取得突破性进展之前,SpaceX曾有过四次“失败”的尝试。

2023年4月20日,Starship火箭及飞船集成系统进行了第一次试飞,但不久后便发生爆炸。火箭发动机出现故障,导致第一阶段助推器未能与上面的飞船分离。

2023年11月18日,SpaceX进行了Starship的第二次试飞,火箭在升空不到3分钟后成功实现一、二级分离,但随后任务控制中心与Starship失去联系,被迫启动自毁系统。但尽管如此,这次试飞比4月的尝试更进一步。

在今年3月14日,第三次试飞中,Starship的第二级飞船在再入大气层阶段失去联系。

今年6月6日,Starship火箭启动了第四次试飞任务。尽管信号中断且机身严重受损,SpaceX官方确认Starship已成功在印度洋完成软溅落,而232英尺长的火箭助推器则在墨西哥湾附近着陆。这一次的试飞,标志着新的里程碑。

虽然前几次测试均以爆炸告终,但SpaceX对外表示,在每一次演示中,该飞行器的性能都有所提升。其中包括3月的第三次演示,当时SpaceX指出Starship达成了几个关键里程碑,并完成了一些飞行测试,这是提升其可靠性和功能性的重要一步。 6月的航班最终因碎片脱落而未能成功,SpaceX随后对软件进行了升级,并重新设计了隔热罩,改进了隔热瓦。

作为NASA雄心勃勃的阿耳忒弥斯计划的一部分,SpaceX获得了29亿美元的资金,以开发一艘能将宇航员安全送往月球表面的太空船。 SpaceX花了数年时间来开发和测试Starship,预计它将在2026年美国宇航员重返月球时发挥重要作用。

目前,美国宇航局已订购两艘Starship,计划在本十年稍后将宇航员送上月球。 SpaceX计划利用Starship运送人员和物资到月球,并最终前往火星。未来几年,NASA的阿耳忒弥斯计划旨在南极建立月球定居点,该地区被认为富含水冰,这些水冰可以被提取用于饮用和呼吸,并作为火箭燃料的氢和氧来源,从而使载人火星之旅成为可能。

据摩根士丹利在今年4月的一份报告中指出,SpaceX最近的估值达到1800亿美元,这使其成为标准普尔500指数中最有价值的50家公司之一。此外,其星链/Starlink部门已建成全球最大的卫星网络,拥有260万用户。 “我们预计Starship将于2027年投入商业和政府发射,在2030年及以后,预计SpaceX的所有发射都将由Starship完成。”

今天,SpaceX成功将“超重型”助推器回收,这一创举标志着太空探索历史上的一个重要里程碑。这不仅是技术上的突破,更是在经济上具有深远意义的进展。通过回收助推器,SpaceX能够显著降低未来太空旅行的成本,这将使得太空探索变得更加可及,并为更多的科研机构和商业公司开启进入太空的大门。

随着回收技术的成熟,SpaceX正在实现其梦想:建造一种完全可重复使用且能快速部署的火箭系统。这种系统将大幅提升发射的频率和效率,并使得太空任务的准备时间大幅缩短。例如,过去一个火箭发射可能需要数月甚至数年的准备,而未来,使用可重复使用的火箭,发射之间的间隔可能缩短至几周甚至几天。这种快速反应能力将极大地推动太空探索的进展,无论是在科学研究还是在商业应用方面。

SpaceX成功回收“超重型”助推器的成就不仅是一次技术的胜利,更是对未来太空探索的一次积极预示,标志着我们距离一个更加便捷和经济的太空时代又迈进了一大步。随着太空旅行成本的降低,更多的企业和国家将有能力参与太空探索,可能引发一场新的太空竞赛。

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