Starship完成第六飞,中国星舰还有多远?

科技   2024-11-21 18:56   北京  

Starship/Super Heavy于11月19日进行第六次综合试飞。图源:SpaceX 网络直播

北京时间11月20日早6时,美国太空探索公司SpaceX的星舰(Starship)组合体(B13+S31)在德州博卡奇卡基地点火升空,完成一级返回、二级太空点火等环节后,顺利降落在印度洋海面。

本次发射是星舰的第六次飞行(IFT-6),距离10月17号的第五飞仅过去了33天。
  • T0时,星舰准时点火,起飞后约3分钟,一二级顺利分离,一级B13返回。

  • T+3分,下降过程中的B12二次点火,开始减速降落。与第五飞不同的是,本次一级B13没有选择“筷子夹火箭”,而是降落在墨西哥湾的海面。(有传言因为塔架出问题)

  • T+37分左右,S31飞船在轨启动单台猛禽真空点火了约3秒,这也是星舰首次尝试太空点火。

  • T+45分前后,S31进入100公里高度,开始再入阶段。

T+65分左右,S31的3台中心发动机点火,S31速度降至7公里/小时以下,第四次演绎“神龙摆尾”,以垂直姿态在海上溅落。
此外,有意思的一点是,本次星舰飞行唯一的载荷是一只香蕉,外部涂装上也增加了香蕉图案。
IFT-6飞行路径与IFT-5一样,从德州星舰基地发射,S31飞船绕地飞行半圈,最终在南印度洋海域溅落,飞行轨道属于跨大气层轨道(TAO)。
本次星舰飞行,特朗普亲临现场观摩。
每次星舰发射,都会引发对“中国版星舰”长征九号(CZ-9)的热议,有诸多问题被社会关注。
长征九号,这款计划中的我国航天史上最大火箭,距离我们还有多远?

不断迭代,多级助推到两级复用

2010年,我国重型火箭倡议立项、开始论证,2016年8月重型火箭首次制造技术研讨会。

历时10余年,经历了预研、关深等四个发展阶段,目前处于立项前论证阶段。随着任务需求变化,重型火箭方案持续在优化。

图/长征九号最新数据指标
目前,长征九号重型运载火箭系列化构型方案包括两级串联构型(又按一、二级重复使用区分)和三级串联构型。
近几年,随着多个版本的PPT“流出”,长征九号的面目也越来越清晰。
最早可公开查到的长征九号构型方案是2020年10月的“多级+助推”版。
最新版则是今年5月,2024中国航天大会航天科技教育校长论坛上,来自龙乐豪院士的分享。
近两年,长征九号的公开进展有:
  • 2023年5月12日,抱龙峪低温液体火箭发动机试验中心902-1台完成了200吨液氧甲烷发生器点火试验,是保证后续发生器稳定点火的重要试验。

  • 2024年4月19日,国家航天局已通过长征九号总体技术方案优化评审,10米级直径短箱制造等12大关键技术已突破。

  • 2024年11月,珠海航展期间展示回收方式,航天科技集团相关人员确认构型,并透露首飞时间。

长征九号,2030年首飞

近日,长征九号最新模型亮相2024珠海航展。
相比上届航展的“两级串联”方案,今年的长征九号为“完全重复使用型”,二级部分增加了两对翼面,外形也更接近星舰。
一子级整体变化不大,栅格舵以及涂装仍然保留。

图/长九“两级串联”版与“完全复用”版
从两届航展模型来看,长征九号基本构型和总体方案没有大的改动,基本沿袭了2022-2023版PPT的设计方案。

图/2023.4天问三号总师刘继忠《中国深空探测成就与展望》
11月,中国航天科技集团一院研究员王悦接受央视新闻采访时说:目前重型火箭相关论证工作都已经完成。
按照现在目前整体规划,应该2030年左右会实现一级重复使用构型的首飞;两级重复使用的构型(首飞) 应该在2033年到2035年。

如何回收?

2024珠海航展上,长征九号回收方式也成为热议亮点之一。

根据展示模型,长九一级将采用“塔架夹火箭”的硬回收方式,二级为场坪回收。

图/珠海航展上的长九回收方式模型
王悦表示:重型火箭的回收系统采用的是硬式的一个回收,要求重型火箭一级返回的时候具备悬停的能力。
大家可以想象一下 ,就是一个无人直升机或者直升机在落地之前,它可以在一个固定的高度进行悬停。

长九一级、二级回收动画演示,图源/央视新闻
在珠海航展相关的央视采访中,相关设计人员表示长征九号的各项论证工作已基本完成。

长征九号,在哪发射?

此前,中国网、人民网等多个媒体曾报道:“未来,长征九号计划在文昌航天发射场发射……”
从网络流传的图片看,似乎也印证了这一点。
近日,一张“东郊镇乡村振兴航天农文旅项目”的工程公示图传出,其中包含的火箭观礼平台设施设计图中,竖立的火箭与长征九号二级形态十分相似。
考虑到我国酒泉、太原、西昌等发射场的交通和相关设施,文昌航天发射场的各项条件更为适合大直径的重型运载火箭发射。(也不排除其他沿海地区新建发射场的可能)

长征九号,会有哪些任务?

目前已知长征九号的任务,至少包括:大规模深空探测任务,低轨星座建设、全球低轨百吨级战略投送、月球科研站建设、载人登火等。

王悦认为,长征九号将结合未来互联网星座、载人登火以及未来深空探测需求;未来两级完全重复使用的构型可具备大规模航班化空间运输能力。
2023年初,航天科技一院总体设计部总体室顾名坤副主任也曾表示:在保障条件及时到位的情况下,我国重型运载火箭可在立项后10年左右时间完成工程研制。
将为月球科研站、大规模深空探测等重大工程实施奠定基础,有力支撑航天强国建设。

关键问题:何时立项?

虽然目前长征九号已越来越清晰,设计方案也日臻完善,但截至现在,所有长征9号PPT都是属于各专家的技术论证。

目前尚无公开消息表明国家层面已经立项。
今年龙乐豪院士分享时也提到:只待国家立项研制,有望2030年前后首飞。
也许,正如航天爱好者们评论的那样:
“星舰进展越快,长九立项越快。”
参考及引用:
https://tv.cctv.cn/2024/11/13/VIDExft0pfAiSfXtqTdUdHJo241113.shtml;
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1766034456338356176&wfr=spider&for=pc;
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1717725738165924716&wfr=spider&for=pc;
https://mp.weixin.qq.com/s/YeaQNaVA0A5vERyNgPcCVg;
https://mp.weixin.qq.com/s/j6khWx0eEGcM4LOE-8ojfA;
《中国航天科技活动蓝皮书2022》
SpaceNew/SpaceX/FAA
航天科技一院、央视新闻、人民网灰机百科及网络公开信息。

大包CG、空间栈、航天爱好者网对本文亦有贡献。

来源 | 太空那些事儿

作者 | 吴语
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