在近日接受采访时,美国宇航局(NASA)载人着陆系统项目负责人肯特-乔伊纳西透露,美国太空探索公司(SpaceX)的“星舰”飞行推进剂测试计划将于2025年3月进行。
2020年,SpaceX与NASA签订了一份价值5320万美元的合同,使用“星舰”加油机进行在轨推进剂转移。在第三次试飞中,SpaceX在太空中将大约10吨的液氧从“星舰”的顶盖油箱转移到主油箱。
不过,即将进行的演示对运载火箭的要求更高。两艘“星舰”将相隔三到四周左右发射到低地球轨道,飞船将在轨道上相遇并对接,一艘飞船将向另一艘飞船传输推进剂。演示结束后,两艘星际飞船将分离并脱离轨道。
什么是太空加油?
太空加油是指在太空环境中,将燃料从一个航天器输送到另一个航天器的过程。这类似于在地球上给交通工具加油,但是在太空的真空、微重力等复杂环境下,操作的难度和技术要求要高得多。
太空加油主要采用交会对接式和利用机械臂等设备辅助进行燃料传输。
交会对接式加油,要求两个航天器在太空进行精确的交会对接,就像航天飞机与国际空间站对接一样。其中一个航天器作为 “加油机”,携带燃料,另一个是需要加油的 “受油机”。通过复杂的轨道控制和对接机构,使两个航天器的加油接口准确连接。例如,在对接后,利用专门设计的管道和阀门系统,在一定的压力控制下,将燃料从加油机的燃料储存舱传输到受油机的燃料舱。这个过程需要精确的传感器来监测燃料流量、压力和温度等参数,以确保安全、高效地完成加油。
利用机械臂等设备辅助进行燃料传输,在这种方式中,一个带有燃料的航天器可以使用机械臂抓住需要加油的航天器,将它们拉近并调整到合适的位置,使加油接口对接。这种方式可以在一定程度上增加操作的灵活性,尤其是在面对一些对接机构不太兼容或者需要进行紧急加油的情况时。例如,在一些太空维修或者救援任务中,如果发现航天器燃料不足,带有机械臂的维修航天器可以迅速靠近并进行燃料补充。
当前,卫星的寿命在一定程度上受限于其自身携带的燃料量。许多卫星虽然其他部件仍能正常工作,但由于燃料耗尽无法进行轨道维持、误差修正、调整姿态以及应急变轨等操作,只能报废或成为太空垃圾。太空加油技术可以为这些卫星补充燃料,延长其在轨运行时间,极大地提高卫星的使用效率和价值。
作为商业航天领域的领军者,SpaceX一直致力于推动航天技术的进步。他们计划的这次轨道加油测试,不仅是为了推进自己的技术,还为了为NASA及其他国际航天机构的月球与火星探测任务提供强有力的技术支撑。通过这种方式,SpaceX希望让太空探索更加经济高效,从而减少人类的探索成本。