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“星舰”原名“大型猎鹰火箭”(bfr),是太空探索技术公司(pacex)研发的大型运载火箭系统。
“星舰”采用船箭一体化设计,由“超重”运载火箭和“星舰”飞船组成。运载能力为100吨,直径9米,高度121米,全箭最大起飞推力7130吨,能将100人送往月球、火星或其它遥远目的地,或是绕地球飞行。
“星舰”系统全长120米,起飞质量为5000吨,起飞推力7400吨,两级均可重复使用。星舰是pacex研发的完全可重复使用不锈钢火箭系统,采用创新的全流量分级燃烧甲烷发动机。
2023年11月18日晚9时3分,“星舰”实施第二次全系统飞行试验,火箭升空后一二级成功分离,但随后助推器和飞船先后发生爆炸。
2024年6月6日21:57,太空探索技术公司宣布在第四次全系统飞行试验中,“星舰”本体确认在印度洋溅落,取得成功。
当地时间2025年1月16日,pacex“星舰”实施第七次试飞,第二级飞船失联;当地时间3月6日,太空探索技术公司“星舰”飞船的第八次试飞宣布失败后,阿美航空管理局(faa)在四个机场发布禁飞令;
5月28日,星舰第9次试飞中解体。2026年底前,星舰将前往火星。当地时间2025年8月26日,太空探索技术公司(pacex)新一代重型运载火箭“星舰”进行第10次试飞。
pacex已确认,“星舰”成功溅落印度洋,本次试飞圆满结束;10月14日,马斯克旗下pacex进行星舰第十一次综合飞行测试,也是第二代星舰的最后一次飞行测试。
总体设计:“星舰”系统由“星舰”飞船和“重型”运载火箭组成,为两级完全可重复使用运载器,直径9米,高度121米,全箭最大起飞推力7130吨。
其远期规划的运载能力为:完全重复使用时,近地轨道运载能力大于150吨;一次性使用时,近地轨道运载能力大于250吨。它是有史以来功能最强大的可重复使用运载火箭,规模远超阿波罗计划中使用的“土星5号”运载火箭。
“超重”运载火箭:芯一级“超重”火箭级为助推器,高71米,直径9米,推进剂加注量为3400吨,采用28台“猛禽”液氧甲烷火箭发动机,总推力约7590吨。该级火箭箭体设有4个栅格舵(外形由矩形改为菱形),并设4个固定尾翼兼着陆支架。
“星舰”飞船:芯二级“星舰”为可重复使用飞船,高50米,总重约1350吨,推进剂加注量约1200吨。“超重-星舰”具备将100吨货物运送至近地轨道的能力。
该级飞船采用6台“猛禽”液氧甲烷发动机,采用双鸭翼+双尾翼外形设计,尾部设6个可伸缩着陆支腿。飞船鸭翼和尾翼均改成梯形,以提高着陆时的翼面控制效率。迎风面防热由气膜主动冷却改为防热瓦设计。
研制目标
太空探索技术公司宣布打造“星舰”计划用于载人登月甚至是火星移民,该计划本质是利用可重复回收的火箭,以极低成本让人类实现大规模的星际迁徙,成为跨星球的物种,从而解决人类面临的环境和能源问题。
马斯克计划通过制造20个“星舰”原型机进行测试,以便掌握巨型火箭的发射和回收能力。按照此前计划,距离真正建造出“星舰”还需要迭代到n20。这些迭代,都要在三年内完成。
重复使用
太空探索技术公司已在“猎鹰”系列火箭上实现对芯一级超重火箭的可重复使用,研发重点集中在“星舰”飞船上。作为芯二级,“星舰”比芯一级“超重”运载火箭的再入速度快,
返回后仅需少量翻修检查即可再次发射,因此对热防护系统提出极高要求。星舰结构使用不锈钢材料,并采用主动冷却技术。不锈钢材料虽具备较高的耐热温度和较好的高低温性能,但密度较大。
因此,如何满足结构轻质化要求,成为“星舰”研发面临的难题之一。从“跳跃者”到“n系列”,太空探索技术公司不断改进工艺,迎来“星舰”n5、n6原型机测试成功。
在此基础上,该公司将继续试验,对不锈钢材料特性进行验证。另外,“星舰”n8原型机也基本完成组装,有望首次装配3台“猛禽”发动机,挑战20千米高空飞行。“超重-星舰”芯一级超重火箭也已开建,后续进行低空测试。
阿美宇航局主导研制的l重型运载火箭(又称:太空发射系统),原计划于2017年首飞,由于动力系统试车数次推迟等原因,首飞被延后至2022年。
这种以“l模式”为代表的主导发展模式以完成任务为目标,通过严密的研制流程,确保每个产品质量。因此,整个l重型运载火箭的研制过程未出现过较大的方案调整。整体研制进度虽慢,但火箭综合性能和技术仍保持较高水平。
另一种是以“pacex模式”为代表的商业航天模式。这种发展模式以产品开发为目标,通过频繁的产品迭代实现功能优化,达到缩短开发时间,节约成本的目的,缺点是失败率较高。
因此,无论是“猎鹰”系列运载火箭,还是n星舰系列原型机,试验失败似乎已成为“家常便饭”。然而,无论是“以稳妥换可靠”的“l模式”,
还是“以风险换效益”的“pacex模式”,均各有优缺点。在未来相当长一段时期内,这两种发展模式将在世界航天领域内并存。
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(本书内容纯属架空历史,不要过分解读,如有雷同纯属巧合。)
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