美国太空探索技术公司(SpaceX)的重型运载火箭“星舰”于近日完成了第12次试飞任务。此次试飞标志着全面升级后的新一代“星舰”系统首次整体投入飞行测试,尽管部分目标未能完全实现,但在发动机性能、热防护系统验证等方面取得了重要进展。
此次试飞的“星舰”系统被称为第三代,由第一级“超级重型”助推器和第二级“星舰”飞船组成。升级后的系统搭载了新一代“猛禽3”发动机,海平面版推力提升至250吨,真空版推力提升至275吨,同时重量减轻,效率显著提高。助推器方面,栅格翼数量从4片减少至3片,但单片面积增大50%,结构强度进一步提升。热级分离结构、推进剂输送系统和尾部热防护系统均经过重新设计,以增强可靠性和快速复用能力。
飞船的推进系统也进行了全面优化,推进剂储箱容量增加,姿态控制系统升级,并新增了飞船对接装置和推进剂传输接口。这些改进旨在提升长期在轨运行、飞船对接和在轨推进剂转移能力。卫星部署结构经过升级,载荷部署效率显著提高。
地面系统同样进行了同步更新。发射台的推进剂储存和加注系统得到升级,燃料加注速度加快。用于捕获火箭的“筷子”机械臂长度缩短,控制系统从液压驱动改为机电驱动,操作更加迅捷。发射塔和导流设施也经过重新设计,以满足未来高频次发射的需求。
试飞的主要目标是在真实飞行环境中验证新系统和新部件的性能。飞船在太空中部署了20颗“星链”模拟卫星和两颗专门改装的“星链”卫星,后者用于对“星舰”热防护系统进行成像观测,并将图像传回地面团队。这一试验旨在探索未来飞船返回发射场前自主评估热防护系统状态的方法。
工程团队还故意将部分隔热瓦片涂成白色,模拟瓦片缺失状态,并在再入前移除一块隔热瓦,以研究缺失瓦片情况下周边区域承受的气动和热环境变化。试飞结果显示,飞船热防护系统在再入阶段经受住了考验,气动襟翼保持完整,表现优于此前部分试飞任务。
飞船成功完成了动态倾斜机动和尾翼极限承载能力测试,获取了重要飞行数据,为未来任务中返回发射场回收积累了经验。飞船还验证了新版卫星部署机构的性能,确保了载荷部署任务的顺利完成。
尽管试飞取得了多项突破,但仍面临一些技术挑战。飞行过程中,助推器有一台发动机在上升阶段提前关闭,飞船的6台发动机中也有1台提前关闭。这导致原计划进行的太空中发动机再点火测试未能实施,而发动机可靠性是实现高频次重复使用的关键前提。
助推器的返回控制能力也存在问题。按计划,助推器应在海上进行受控溅落测试,但其返航制动燃烧未能按预定方案完成,最终以非受控状态坠入墨西哥湾。如何稳定完成返航、着陆和回收流程,仍是实现快速复用的重要环节。
在轨推进剂转移技术也是未来任务的核心能力之一。虽然新一代“星舰”增加了飞船对接装置和推进剂传输接口,但真正的在轨推进剂转移测试尚未展开。这一技术对于美国航空航天局未来的载人登月和火星任务至关重要。
多家美国航天媒体认为,此次试飞的核心价值在于验证首次亮相的新一代“星舰”架构及相关升级系统,而不仅仅是完成单项测试指标。尽管部分测试项目未能按计划完成,但飞船在发动机发生故障后展现出容错能力,成功完成了载荷部署、再入飞行和溅落等关键任务。此次试飞为后续更高难度飞行测试以及未来实现轨道飞行和快速复用目标积累了宝贵经验。






