實現「海面軟著陸」,「星艦」邁了多大一步?

據新華社北京6月8日電 美國中部時間6日,太空探索技術公司的新一代重型運載火箭「星艦」以及飛船集成系統實施第四次試射,不但首次實現「海面軟著陸」,同時獲取了大量寶貴數據,為接下來取得更多突破鋪平了道路。

「海面軟著陸」重要嗎?「星艦」朝完全重覆使用能力邁了多大一步?要具備完全重覆使用能力甚至實現登月目標,「星艦」還有哪些技術難關尚待攻破?新華社記者為您解局——

「星艦」如何「海面軟著陸」?

「星艦」是可回收、重覆使用的航天運輸系統,由兩部分組成,其第一級是長約70米的「超級重型」助推器,第二級是長約50米的「星艦」飛船。

此次試射完成後,太空探索技術公司創始人馬斯克在社交媒體上說,儘管「星艦」出現襟翼受損等情況,但仍然成功在「海面軟著陸」。

從直播畫面來看,「星艦」6日從位於美國得克薩斯州小保加奇卡的基地發射升空,幾分鐘後第一級「超級重型」助推器和第二級飛船成功「熱分離」。隨後,「超級重型」助推器在墨西哥灣濺落,「星艦」進入太空滑行階段。發射約47分鐘後,「星艦」受控再入大氣層,最後在印度洋濺落。

就「濺落」技術細節,中國科學技術協會「科普中國」的航天科普專家田豐說,相較於高速入海、瞬間解體,第四次試射中,「星艦」二級在距離海面幾公里處,利用兩組翼面的組合動作,從近水平姿態轉換為垂直姿態,同時啟動「猛禽」發動機進行反推減速……流程結束後,「星艦」二級的速度和高度較低,最終在發動機關機後「海面軟著陸」。

第四次試射突破有多少?

「星艦」從第一次到第四次試射,進展越來越顯著。「星艦」2023年4月首次試射時,火箭在第一、二級分離前爆炸。2023年11月第二次試射時,火箭第一、二級成功分離,但飛船在到達目標高度前爆炸。今年3月第三次試射時,發生火箭第一級「超級重型」助推器意外解體和「星艦」飛船失聯事故,但太空探索技術公司表示,第三次試射取得多項新進展。

這張2023年4月11日公佈的圖片顯示,美國太空探索技術公司的新一代重型運載火箭「星艦」在位於得克薩斯州的一處基地等待升空。新華社發(美國太空探索技術公司供圖)

第四次試射的一個關鍵目標是「星艦」在高溫下受控再入地球大氣層時能夠「倖存」下來,以便讓太空探索技術公司收集到更多寶貴數據。

據田豐介紹,「星艦」第四次試射中,首次完成了整個發射流程,同時這次一級和二級的成功定點減速落海,也使「星艦」朝著「發射台捕獲回收」情況下的完全重覆使用目標推進了一大步。

田豐說,「星艦」第四次試射雖然暴露了其熱防護系統仍存在缺陷,但完成了整個發射流程,尤其是「星艦」一、二級最終成功反推減速、緩落入海,這為後續實現「發射台捕獲回收」奠定了基礎,「可以說是一次相對成功的發射」。

安徽星河動力裝備科技有限公司董事長劉百奇說,「星艦」在這次試射中實現了一級回收,二級入軌回收。入軌回收難點在於大氣層摩擦升溫起火,可以看到二級有一部分燒壞了,但在軌道姿態受控的情況下也回來了,「飛船沒有壞也沒有解體」。

還有哪些難關?

按計劃,如果「星艦」在此次試射中助推器在「海面軟著陸」,那麼第五次試射可能嘗試讓「星艦」一級返回並降落在發射塔上。

2017年9月29日,在澳州艾迪拿迪,美國太空探索技術公司創始人兼首席執行官埃隆·馬斯克在第68屆國際宇航大會閉幕式前做主旨演講。新華社記者徐海靜攝

據太空探索技術公司發佈的資料,「星艦」將通過不斷的試射和技術改進持續迭代:「星艦」將具備完全重覆使用能力,在重覆使用狀態下將能夠搭載多達150噸的載荷進入軌道;甚至在更遠期,「星艦」能載人和貨物前往月球、火星等。

劉百奇說,「星艦」是目前全世界最大的運載火箭,用飛行試驗的方式快速迭代去探索航天技術未知的邊界,這和完全成熟的技術是不一樣的,可以說,每一次探索幾乎都取得了技術上的成功。

儘管第四次發射取得了很大進展,但田豐也指出,太空探索技術公司要實現其雄心壯誌,還有四個關鍵難點需要攻克:「星艦」熱防護系統的改進、兩級(助推器和飛船)回收和複用、「星艦」實際帶載荷進入軌道,以及與登月相關的大規模低溫推進劑在軌加註技術。(記者:徐曉蕾、黃堃、張家偉、孫晶、吳慧珺;影片:王沛)

編輯 辛婧