SpaceX 于 2024 年 10 月 13 日进行的 星舰第五次测试飞行 取得了重大进展。火箭高 121 米,从德州的 Starbase 发射,起飞推力为 74,432 千牛。此次飞行由超级重型助推器和星舰上级组成。配备了 33 台猛禽发动机 的助推器成功进行了回推燃烧,并在起飞后 6 分 54 秒 被 SpaceX 的“筷子”装置空中捕捉,标志着首次成功的空中捕捉 。
星舰上级继续飞行,总计飞行 58 分钟 后重返地球,并在印度洋成功溅落。此次飞行展示了星舰性能的改进,包括重新设计的隔热罩,这对未来登月和火星任务至关重要。SpaceX 的可重复使用技术进步旨在大幅降低发射成本,有望将轨道每公斤的成本降至 13-30 美元。
这个角度看整个筷子夹星舰的过程,绝对震撼,太科幻了!(注意下面是动图)
成本随时间的下降:
• 1960年代到2010年代:几十年来,将有效载荷送入太空的成本一直居高不下并保持相对稳定。例如:
• 航天飞机和德尔塔重型火箭是最昂贵的系统之一,每公斤的发射成本高达数万美元。
• 联盟号和土星五号火箭的发射成本相对较低,但每公斤仍然昂贵。
• 这段时间的成本高企趋势由图中的红色线条表示,尽管有一些技术改进,但每公斤的发射成本仍然很高。
SpaceX的突破:
• 猎鹰9号和猎鹰重型火箭(图中7、8、9位置)标志着SpaceX在降低发射成本方面的初步突破。
• 在2010年代,SpaceX通过这些火箭将发射成本降低到了每公斤约2000美元,猎鹰重型火箭的成本则更低。
• 这一成就主要得益于火箭的可重复使用性,SpaceX能够回收并再次使用火箭的一级,显著减少了建造新火箭的费用。
Starship的未来影响:
• 星舰系统(图中的10位置)预计将进一步将发射成本降低到每公斤100美元或以下。
• 如果实现,这将比现有火箭系统(如猎鹰9号)进一步降低10倍的发射成本,使太空探索和访问更加经济可行。
• 这种成本降低主要得益于星舰的完全可重复使用,其中包括超级重型助推器和星舰本体的快速重复使用设计,从而进一步降低每次发射的费用。
重要性:
• 太空探索:发射成本的降低意味着可以支持更多的科学研究任务、卫星部署以及深空探索。
• 商业可行性:较低的成本也让更多的私人公司有机会进入太空,推动太空商业的发展。
• 火星探索和多行星计划:SpaceX降低发射成本的愿景是其多行星生活计划的基础。星舰系统的设计将支持未来火星的殖民化等任务,而这些都依赖于低成本和高频次的发射能力。
1)栅格翼由 Tesla 电动机驱动:
SpaceX 超级重型火箭上的栅格翼在火箭再入和着陆过程中起着关键作用。栅格翼的动力来源于 Tesla 提供的电动机,这是 Tesla 电动机技术在 SpaceX 航天应用中的重要整合。这一技术的应用使得栅格翼在再入过程中能够精确控制火箭方向,有助于准确着陆,并支持 SpaceX 追求火箭 可重复使用性 的目标。
2) Cybertruck 和 Starship 的不锈钢材料:
Cybertruck 的外壳使用了与 SpaceX 星舰相同的不锈钢合金。这种合金因其耐用性和抗腐蚀性而闻名,最初为航天器在再入过程中面对的极端条件而开发。Tesla 将该材料用于 Cybertruck 的设计,使其具备极高的强度和耐用性,并通过专利保护这种“超硬”钢合金。