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於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失穩,點火異常並高速墜海﹔“星艦”飛船在分離后正常點火,進入預定軌道並開展試驗,但發動機離軌點火失敗。起飛約49分鐘后,“星艦”飛船再入大氣層時姿態失穩,最終解體。此次發射受到廣泛關注。
本次任務中,“超重”推進器和“星艦”飛船並未完全按照預定計劃,僅完成了上升段任務,相當於完成了一次傳統火箭發射任務。
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。據美國太空探索技術公司網站公布的數據,“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,對現有航天發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証,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動機未能順利點火而失敗,最終未實現正常返回。
未來用途廣
如果“超重-星艦”實現完全可重復使用,其大規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,大規模太空發射需求。例如,太空探索技術公司的“星鏈”計劃三期星座計劃發射3萬顆衛星,每顆衛星重1.25噸。如果由“獵鷹”9號火箭發射,其建設周期將非常長。如果使用“超重-星艦”進行發射,將大大提升部署速度,並進一步降低發射成本。
其二,太空旅游產業將迎來大發展。早在“超重-星艦”研制初期,日本企業家前澤友作已經購買了“星艦”飛船的環月旅行“船票”,並邀請朋友一同前往。結合目前“超重-星艦”的發展速度,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,並向其投入研發資金。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”大規模人員貨物投送能力,將改變未來戰爭樣式。同時,“超重-星艦”具有的低成本、大規模、快速重復使用等特點,擁有廣泛的軍事用途。
研發模式新
近年來,隨著“獵鷹”系列火箭在國際航天發射市場上成熟應用,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網思維發展運載火箭的做法,取得意想不到的效果。以“超重-星艦”為例,其從2019年正式研發到2023年首飛,僅用時4年﹔美國相同規模的SLS重型火箭,從立項到首飛用時12年。SLS重型火箭於2022年首飛后,迄今沒有進行過第二次發射。“超重-星艦”在首飛失利后一年內完成了3次發射,今年計劃完成6至9次發射任務。這種“小步快跑、迅速迭代”的發展模式,給技術升級和產業創新帶來大量機會,幾乎改變傳統火箭發射領域的產業生態。如今,這種發展模式已廣泛應用於諸多行業領域,推動技術迅速更新換代。
“超重-星艦”發射雖未完成全部任務,但距離成功已然不遠。其具有的商業航天價值與潛在軍事用途值得進一步關注。(少謀)
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