当地时间 3 月 6 日,SpaceX 的星舰飞船(Starship)第八次飞行测试以失败告终,未能创造历史。

巧合的是,这次和上次测试都是在 8 分钟左右与飞船失联。

直播显示,在火箭成功发射后不久,星舰顺利脱离了助推器。随后虽然成功捕捉了助推器,但从 8 分 10 秒开始,星舰出现了明显的失控,部分发动机似乎出现了故障,无法正确控制飞船方向。


图 | 成功捕捉超重推进器(来源:SpaceX)

最终星舰无法再向地面传输直播数据,SpaceX 宣布飞船失联。

第八次试飞原计划在 3 月 3 号进行,但在点火倒计时还剩 40 秒的时候未能通过最后检查,发射任务被迫终止。

与第七次飞行测试相比,第八次飞行测试仍沿用相同的亚轨道轨迹,任务目标也是一致的,包括星舰的首次有效载荷部署、在太空中重新点燃一个猛禽发动机和多项再入实验,同时还要完成超重型助推器和上级火箭的捕获。


(来源:SpaceX)

据 SpaceX 介绍,第七次和第八次使用的星舰都经过了一系列升级和改进。

星舰前襟翼得到升级,大大减少了再入时受热的影响,同时简化了底层机制和防护装置。推进系统经过重新设计,包括推进剂体积比前几代增加 25%,提高了飞行器性能,并能够执行更长时间的任务。

飞行器的航空电子设备经过了彻底的重新设计,增加了额外的能力和冗余度,以应对日益复杂的任务,如推进剂转移和飞船返回发射场。

飞行测试包括几项实验,重点是使星际飞船的上级能够返回发射场。星际飞船上拆除了大量瓦片,以对整个飞行器脆弱区域进行压力测试。多种金属瓦片选项(包括主动冷却选项)将测试在重返大气层期间保护星际飞船的替代材料。

在第八次试飞之前,SpaceX 公布了星舰第七次测试失败的原因:推进剂泄露导致的持续起火。

SpaceX 表示,在星舰与超重助推器分离并飞行约两分钟后,飞船尾部靠近其中一台猛禽真空发动机的地方出现了“闪光”(flash)。这个尾部区域通常被称为“阁楼”(attic section),是液氧罐底部和尾部隔热板之间的非加压区域。

检测到闪光后,阁楼里的传感器检测到压力上升,表明有泄漏。大约两分钟后,又出现一道闪光,随后阁楼内出现了持续燃烧。

“这最终导致星舰除一台发动机外的所有发动机执行受控关闭程序,并最终导致飞船失联。最后一次收到遥测数据是在飞行 8 分 20 秒后。”SpaceX 写道。

在触发自主飞行安全系统的自毁规则之前,SpaceX 操作人员与星舰的联系就中断了,而当通信中断时,该系统是完全正常的。失联约三分钟后,飞船出现了解体。事后分析表明,安全系统被自动触发了,解体符合飞行终止系统的预期。

可能性最大的飞船坠毁原因是,飞行过程中的谐波响应(harmonic response)比测试时强几倍,导致推进系统硬件压力增加。随后的推进剂泄漏超过了阁楼区域的通风能力,导致持续起火。

作为调查的一部分,星舰进行了长时间静态点火测试。长达 60 秒的点火可以测试猛禽真空发动机供油管中的多个发动机推力水平和三个单独的硬件配置,以重现和解决第七次飞行期间看到的谐波响应。

静态点火的结果为真空发动机燃料供油管的硬件更改、推进剂温度的调整,以及第八次测试中使用的新操作推力目标提供了参考。

为了解决星舰阁楼部分的易燃问题,SpaceX 增加了额外的通风口和使用气态氮的新净化系统,使该区域更能抵御推进剂泄漏。星舰的未来升级将引入 Raptor 3 发动机,从而减少阁楼体积并消除大多数潜在的泄漏源头。

SpaceX 最后强调,“星舰的第七次飞行测试提醒我们,发展进程并不总是直线性的,将飞行器放入(真实的)飞行环境中,是展示数千个不同部件如何组合到一起并到达太空的最快方式……我们雄心勃勃的目标仍然是追求全面和快速的(飞行器)可重复利用。”

参考资料:

https://www.spacex.com/updates/#flight-7-report

https://www.spacex.com/launches/mission/?missionId=starship-flight-8

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