星舰的第七次飞行测试(IFT7)准备中

SpaceX正在准备星舰的第七次飞行测试(IFT7)。猜测飞行测试可能就会在本月(2025年1月)进行。

SpaceX刚发布了视频“Starship | Sixth Flight Test”,片尾是星舰静态点火测试,画面出现“FLIGHT 7”字样。这算是IFT7的预热。

@SpaceX

SpaceX宣称,即将进行的IFT7将发射一艘经过重大升级的新一代飞船,进行星舰首次有效载荷部署测试,开展多个与飞船捕捉和重复使用(reuse)相关的再入大气层实验,并执行超级重型火箭助推器( Super Heavy booster)的发射和回收

IFT7将首次展示星舰上部区域(Starship upper stage)的多项升级,带来可靠性和性能的重大提升。飞船的前翼(forward flaps)被缩小并向飞船尖端移位,远离隔热防护层,这显著减少了它们在再入大气层过程中暴露于再入加热(reentry heating)的风险,同时简化了底层机制和防护瓦片设计。 推进系统的重新设计包括:1)推进剂体积增加了25%;2)供料管线的真空绝缘处理;3)为飞船的Raptor真空引擎设计了新的燃料供料系统;4)改进了控制飞行器阀门和传感器的推进航电模块。所有这些都提高了飞船的性能,使其能够执行更长时间的任务。飞船的隔热防护层也将采用最新一代的瓦片,并包括一个备份层,以防止瓦片丢失或损坏。

飞船的航电系统经过完全重新设计,增加了额外的能力和冗余,以应对越来越复杂的任务,如推进剂转移和飞船返回发射场。航电升级包括更强大的飞行计算机、集成天线(将星链Starlink、全球导航卫星系统GNSS和备用射频RF通信功能集成到各自单元中)、重新设计的惯性导航(inertial navigation)和星载追踪传感器、集成的智能电池和电源单元(将数据和2.7MW的电力分配到飞船上的24个高压执行器)、以及超过30个飞行器摄像头,帮助工程师在飞行过程中监测飞船的硬件性能。借助星链,飞船能够在飞行的各个阶段流式传输超过120 Mbps的实时高清视频和遥测数据,为工程数据提供宝贵支持,帮助快速迭代各系统。

在太空中,星舰将部署10个星链模拟器(Starlink simulators),这些模拟器的大小和重量与下一代星链卫星相似。星链模拟器将与星舰保持相同的亚轨道轨迹,计划在印度洋溅落。同时,还计划在太空中重新点燃一台Raptor引擎。

上一次飞行测试IFT6中,星舰其实也搭载了“货物”,货物是一只玩偶香蕉😄

IFT7将包括几个聚焦于飞船返回发射场和捕捉的实验。星舰的上部区域将移除大量防护瓦,以测试飞船易损区域的耐久性。多种金属防护瓦选项(包括带有主动冷却的瓦片)将测试用于保护星舰再入大气层过程中的替代材料。在飞船的侧面,安装了非结构性的捕捉装置,测试其热性能,并在瓦片线的边缘设计了平滑且渐变的过渡,以应对在星舰第六次飞行测试中观察到的再入大气层过程中的热点问题。飞船的再入大气层轨迹将被设计为故意在最大再入动态压力点时给翼面施加结构极限压力。最后,几种雷达传感器将被安装在塔式机械手(tower chopsticks)上,旨在提高测量捕捉过程中机械手与返回飞船之间距离的精度。

关于可重复使用的轨道隔热防护层,Elon Musk近日提到

A truly reusable orbital heat shield has never been made, but I think SpaceX has a decent chance of solving it in 2025 and solving it well in 2026
——
真正可重复使用的轨道隔热防护层从未制造出来,但我认为 SpaceX 很有可能在 2025 年解决这个问题,并在 2026 年很好地解决这个问题。

——@elonmusk

IFT7中,超级重型火箭助推器将首次使用经过验证的硬件,即重新使用在星舰第五次飞行测试中发射并成功回收的Raptor引擎。发射和捕捉塔的硬件升级将提高助推器捕捉的可靠性,包括对塔式机械手传感器的保护,防止传感器在发射时损坏,避免了星舰上次飞行测试中助推器偏离预定轨迹的情况。

返回和捕捉超级重型火箭助推器前,必须满足特定的飞行器和发射平台标准,确保助推器和塔式设施的系统健康,并由任务飞行指挥员发出最终的手动指令。如果在完成返回点火(boostback burn)之前未发送此指令,或如果自动健康检查显示超级重型火箭助推器或发射塔存在不可接受的状况,助推器将默认进入一条轨迹,执行着陆点火(landing burn),并在墨西哥湾进行软着陆和溅落。为了确保公众和团队的安全,返回操作将仅在条件允许时进行。

返回的助推器将从超音速速度减速,导致着陆区周围产生可听到的音爆。通常,音爆对周围区域的影响仅是短暂的雷鸣声,音爆的强度受天气和距离着陆区的远近等因素的影响。

今年将是星舰的一个变革性年份,目标是实现整个系统的重用,并飞行越来越具有挑战性的任务,逐步迈向能够将人类和货物送入地球轨道、月球和火星的能力。

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