如何優(yōu)雅的看星艦首飛？關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)介紹

?

【簡單的說下星艦】

總重大約5000噸，總高度120米，直徑9米，運(yùn)力100到150噸。

下邊是超重助推，69米高，33臺猛禽2發(fā)動(dòng)機(jī)，推進(jìn)劑裝載量3400噸，推力7590噸。上頭的星艦飛船，50米高，6臺猛禽2發(fā)動(dòng)機(jī)，其中3臺是真空版，推進(jìn)劑裝載量1200噸，推力1500噸。

這些數(shù)據(jù)意味著，它將是史上最大、最強(qiáng)火箭，比SLS的Block 1?高20米，比土星五號高10米。而土星五號的起飛推力是3400多噸，星艦是7590噸，差距明顯。

但是，馬斯克之前說過，首飛不會(huì)100%釋放推力，而是90%。那用7590噸乘以90%，經(jīng)過極度復(fù)雜的運(yùn)算，得出結(jié)果是6831噸，這基本是土星五號的2倍。

【首飛時(shí)序】

-2小時(shí)，會(huì)確認(rèn)推進(jìn)劑加注指令。

-1小時(shí)39分，超重助推開始加注液氧和液態(tài)甲烷。因?yàn)橐貉?183度、液態(tài)甲烷-162度的低溫，大家會(huì)看到，箭體會(huì)發(fā)生明顯變化。按我老家的說法，那就是上霜了，箭體逐漸變白，成為大冰棍。

-1小時(shí)22分，星艦開始加注液態(tài)甲烷。

5分鐘之后，星艦開始加注液氧。

從加注開始直到發(fā)射前，大家都會(huì)看到火箭一直在冒煙，當(dāng)然那不是煙了。這是低溫推進(jìn)劑揮發(fā)和補(bǔ)加的效果，所有低溫液體火箭發(fā)射前都會(huì)有這種狀況。

-16分40秒，開始超重助推發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻。

-40秒，液態(tài)推進(jìn)劑開始排氣。

-8秒，歷史時(shí)刻開啟，超重助推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。

8秒之后，時(shí)間來到0秒，星艦拔地而起。

超重助推發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間是169秒，所以2分49秒，超重助推發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)。

2分52秒，級間分離，這時(shí)候的高度大約是63公里。

2分57秒，星艦點(diǎn)火。

大家能看出來，這里也是采用冷分離的方式。之前介紹過，冷分離，是級間的連接部位先解鎖，下面那一級自己制動(dòng)減速、分開，然后上面那一級再點(diǎn)火。SpaceX的獵鷹9，也是這樣。冷分離的優(yōu)點(diǎn)，是分離沖擊載荷較小。但是，需要的分離沖量會(huì)比較大，分離時(shí)間也比較長，姿控系統(tǒng)失控時(shí)間也會(huì)較長，這對控制系統(tǒng)的精度提出更高要求。

超重助推分離之后，受控返回，但是并不回收。

3分11秒，超重助推回程點(diǎn)火。

4分06秒，回程關(guān)機(jī)。

7分40秒，濺落之前點(diǎn)火啟動(dòng)。

8分03秒，超重助推停機(jī)，隨后濺落。

超重助推返回的過程中，星艦繼續(xù)飛行，工作到9分20秒關(guān)機(jī)。隨后，星艦將繼續(xù)飛行1個(gè)多小時(shí)。

按計(jì)劃，1小時(shí)17分21秒，星艦再入大氣層。

1小時(shí)30分，星艦飛船返回濺落。公布的時(shí)序里，沒有星艦返回點(diǎn)火的動(dòng)作，也就意味著之前搖頭晃腦、神龍擺尾的動(dòng)作，很可能看不到，就是直接俯沖腹部拍水。

所以，這次首飛超重助推和星艦都是不回收的。

?

【飛行路線】

德州博卡奇卡星艦基地，一切從這里開始，東偏南方向一路飛起，還備好了危險(xiǎn)區(qū)域。

圖中有藍(lán)色和紫色兩個(gè)區(qū)域，藍(lán)色區(qū)域是正常飛行的情況下，超重助推濺落在墨西哥灣的危險(xiǎn)區(qū)域。紫色的區(qū)域，是發(fā)射初期發(fā)生RUD，也就是計(jì)劃外快速解體的情況下，碎片掉落的危險(xiǎn)區(qū)域。

隨后星艦飛船的飛行路線主要是在海洋上空進(jìn)行，大陸區(qū)域比較少。穿越大西洋、非洲南部、印度洋、在太平洋上空再入大氣層，最后拍在夏威夷群島北部的海域。這一片也是美國的導(dǎo)彈試驗(yàn)區(qū)，落到自家地盤。

這張圖中，正常情況下，夏威夷群島北部的藍(lán)色區(qū)域，是星艦拍海區(qū)域。綠色區(qū)域，是星艦返回出現(xiàn)解體的話，碎片危險(xiǎn)區(qū)域。

?

【算不算軌道級試飛】

因?yàn)橐灿腥嗽谟懻?，這次首飛，到底算不算軌道級的。

亞軌道發(fā)射和軌道發(fā)射，是有些指標(biāo)的。亞軌道發(fā)射，航天器要達(dá)到每小時(shí)6000公里的速度，80或100公里的高度。軌道發(fā)射，要達(dá)到每小時(shí)28000公里的速度，也就是第一宇宙速度，至少200公里的高度。

星艦這次首飛，速度達(dá)標(biāo)肯定沒問題，高度的話，遠(yuǎn)地點(diǎn)大約是250公里，顯然從這兩點(diǎn)上看，是符合軌道級發(fā)射的指標(biāo)的。

但是，飛行沒有繞地球一圈以上，也就是大半圈。差了點(diǎn)意思。

?

【成功概率幾何呢】

馬斯克之前說過，星艦首次入軌試飛的成功幾率大約是50%，今年成功幾率是80%。而實(shí)現(xiàn)完全、快速的復(fù)用，可能需要幾年的時(shí)間。SpaceX在官網(wǎng)上公布飛行時(shí)序的時(shí)候，也專門加了一句話。成功測試不需要完成全部里程碑事件，但完成的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，肯定都會(huì)成為令人興奮的進(jìn)展。