58秒速览星舰第六飞:火箭回收失败爆炸,飞船成功降落海面
今天上演星舰第六飞,也是今年最后一次星舰测试飞。少许遗憾,星舰基地没有再度上演魔法般的「筷子夹火箭」,放弃原位回收改为海面溅落。意料之内,星舰飞船首次在轨演示重新点火,并以高精度软着陆于印度洋溅落点,测试目标大部分达成。
星舰第六飞意味着第一代星舰谢幕,期待明年第二代星舰惊艳登场。
●发射速览
●发射全程
第六飞与第五飞仅仅时隔37天,这是历次星舰轨道试飞间隔最短的。从星舰首飞到第二飞,间隔212天;从第二飞到第三飞,间隔118天;从第三飞到第四飞,缩短至84天;从第四飞到第五飞,间隔时间增至128天;从第五飞到第六飞,间隔锐减至37天。
美中时间11月19日傍晚16:00(北京时间11月20日早晨6:00),位于德州博卡奇卡星舰基地1号轨道发射位,编号B13+S31星舰组合体磅礴而起,开始星舰第六次跨大气层轨道测试飞行,开启Plus版星舰测试飞。
星舰第六飞组合体:超重型火箭B13+星舰飞船S31,属于第一代星舰最后一次测试飞。全舰高度121.3米,发射质量~5000吨,推进剂质量4600吨(B13:3400吨 + S31:1200吨),干质量394.5吨(B13:275吨+S31:119.5吨)。
第六飞飞行路径与第五飞一样,从德州星舰基地发射,原计划升空7分钟后超重型原位捕获回收,升空65分钟后星舰飞船在南印度洋海域软着陆溅落。第六飞轨道仍属于跨大气层轨道(TAO),飞行轨道-15x213公里,赤道倾角26.2°,绕地飞行半圈。
不同的是,第六飞在日落时分发射,日出时分星舰飞船软着陆。而第五飞是在日出时分发射,夜幕时段星舰飞船软着陆。之所以选择这一时间段发射,而不像前5次选在当地上午发射,最重要考量因素在于为了更好地观测星舰着陆。第六飞测试重点之一就是进一步验证星舰飞船以更高精度着陆能力。因此测试团队希望获得更清晰、更全面的飞船着陆影像。当星舰飞船S31飞越半个地球、跨越13个时区之后,执行水面软着陆,目标着陆区位于南印度洋溅落点(25°S, 54°E),处在东七时区(北京时间属于东八时区)。当星舰着陆时,正值当地日出时分早上6点钟,这为提前设置在溅落点的无人摄像机以及远处观察人员,提供良好的光学拍摄和视觉观察条件,从而获得更高清、更全面的着陆影像,为后续尝试捕获飞船提供必不可少的飞行信息。
T-01:15:00,即发射倒计时1小时15分,星舰发射总监开始确认各部门预备状况,并且投票决定是否加注推进剂,核准后下达加注指令。
T-00:00:30,倒计时30秒,发射总监下达发射指令。
T-00:00:10,倒计时10秒,启动发射台喷水降噪系统。
T-00:00:03,倒计时3秒,超重型火箭B13的发动机控制器启动点火程序。33台猛禽发动机全部点火。
T+00:00:00,星舰组合体蓄势待发,待33台猛禽发动机增至指定推力。
T+00:00:02,星舰组合体从发射台起飞。
T+00:01:02,上升阶段通过最大空气阻力点(Max-Q),即火箭经受空气动力应力最大值。
T+00:02:32,B13关闭30台猛禽发动机,只保留3台中心发动机继续点火,且以50%推力运行。这一操作与IFT-2、IFT-3、IFT-4、IFT-5几乎相同,为接下来热分离做准备。
T+00:02:39,启动热分离。先是S31启动6台猛禽发动机点火程序,随即超重型和星舰飞船之间连接解锁,利用发动机尾流推力作用到超重型顶部的热分离环,实现一二级分离操作。这是星舰第五次进行热分离操作(IFT-2、IFT-3、IFT-4、IFT-5、IFT-6)。热分离后,B13开始翻转机动,为返航调整姿态。
T+00:02:44,B13启动返航点火,重新点燃中间圈和内圈的13台发动机,持续点火54秒。
T+00:03:40,B13抛弃火箭顶部的热分离环,这是星舰第三次执行这类操作,目的是减轻返航时的火箭质量,提升着陆回收精准度。热分离环重约9吨,高约1.83米,从星舰第二飞(IFT-2)开始使用。未来第二代星舰系统将使用更轻的热分离环,不再采用不能复用的抛弃型,而是设计成固定在超重型火箭顶部,与火箭主体一样可以完全复用。
升空不到4分钟,发射总监宣布:Booster Offshore Divert(助推器离岸转向),表示取消B13原位回收操作。意味着自检系统显示:未能达到符合B13返回执行捕获回收的条件。
按照操作流程,在超重型捕获回收前三分钟,测试团队及自检系统会对超重型火箭、发射塔及其捕获机械臂回收系统进行数千项检查,以确认是否全部满足安全标准。只有100%符合回收标准,才由发射总监手动发出操作指令,否则超重型火箭就会默认放弃返航原位回收取消「筷子夹火箭」操作。
如同这次一样,选择一条飞行路径,执行着陆点火,在墨西哥湾受控安全溅落。随后触发AFTS自动引爆。
针对这次第六飞,任务设计人员还优化了超重型火箭发射与返回的软件控制及准许标准。安全比回收更重要,安全第一位。只需再接再厉,后续再现筷子夹火箭!
到底什么原因导致了自检系统显示未能达到原位捕获回收条件?
原因之一:▲根据SpaceX直播画面显示,升空2分55秒,B13发动机冷却管被扯断(箭头指向)。
原因之二:▲根据航天自媒体CSI-Starbase报道,星舰发射塔顶部通讯避雷针倾斜受损。
这些异常状况都会触发自检系统报警,显示无法达到符合B13飞回发射场并执行捕获回收的条件,使得发射总监放弃原位回收操作,改为海面溅落。所以,尽管这次没有再次成功验证超重型火箭原位捕获回收,却成功检验了发射系统的安全运行机制。
一二级热分离后,星舰飞船S31的6台猛禽发动机继续点火,持续5分48秒。
T+00:07:59,3台真空版发动机关机熄火。
T+00:08:28,3台海平面版发动机关机熄火。S31开始滑行,远地点预定高度213公里,绕行地球近半圈。第六飞与第五飞、第四飞、第三飞的预定轨道一致,但远地点有所不同。第六飞远地点只有190公里,而不是213公里。第五飞和第四飞远地点都是213公里,第三飞远地点234公里。
T+00:37:47,S31在轨启动单台猛禽真空点火。这是星舰第一次尝试太空点火(IFT-3原计划尝试,因飞船姿态不稳而取消),启动单台真空猛禽发动机进行短暂点火(约3秒),让飞行轨道稍微向前推进,这样会让飞船以更大攻角进行再入,以减慢水平速度,有助于飞船以更高精度着陆。这项测试之所以重要,因为这是星舰未来进行全轨飞行、部署卫星、捕获回收的必要条件。
T+00:39:45,S31处于125公里高度,星舰迎风面开始显现橘红色。这是由于星舰高速飞行与大气摩擦升温出现的等离子体场。随着飞行高度降低,高温等离子场显现越加明显。
T+00:47:13,S31开始进入再入阶段。飞船襟翼开始进行气动控制。
T+01:04:38,S31开始转身着陆(Landing Flip),为了发动机点火,将星舰舰身由水平翻转为垂直于地面。
T+01:05:10,S31启动3台中心发动机着陆点火(LandingBurn)。这是星舰史上第四次演绎神龙摆尾这一高难动作。前三次分别是2021年5月5日SN15高空试飞时首次演绎,2024年6月6日S29轨道级试飞时首次演绎,2024年10月13日S30再度上演。
T+01:05:31,S31以垂直姿态触及海面,先是船尾落入水中,随后船身翻转,成功软着陆于南印度洋目标溅落点。
星舰软着陆阶段,正值当地日出时分,为提前设置在海面上的摄像机提供了绝佳拍摄条件,高清记录S31海上软着陆全过程,也为全球观众透过星链网络直播画面而看得一清二楚。
这次测试重点之一:验证S31厘米级的高精度着陆能力。这一目标远高于星舰第五飞S30达到10米级的着陆精度。测试团队希望通过实测S31精准软着陆,进一步验证星舰高精度着陆能力,为第二代星舰尽早尝试原位捕获回收做准备。
●第六飞测试目标
如果说一个月多前的星舰第五飞,堪称开发测试5年来最具挑战性、最具颠覆性的一次测试飞,那么这次第六飞就是IFT-5 Plus(增强版第五飞)。套用奥运会slogan的说法「星舰第六飞追求更好、更准、更强」。星舰第六飞主要测试目标如下:
①星舰首次尝试真空点火
这是星舰第一次尝试太空点火,启动单台真空猛禽发动机进行短暂点火,使飞船飞行轨道稍微向前推进,这样会让飞船以更大的攻角进行再入,以减慢水平速度,有助于飞船以更高精度着陆。这项测试之所以重要,因为这是星舰未来进行全轨飞行、部署卫星、捕获回收的必要条件。
②进一步验证星舰更高精度着陆能力
预期目标达到厘米级精度,一旦达成该目标,为星舰第七飞率先尝试空中捕获回收奠定稳固基石,也为明年第二代星舰高频次亮相测试飞打下坚实基础。
③再次验证超重型火箭原位返航、空中捕获、卸载推进剂的全过程技术
旨在提升超重型火箭捕获回收可靠性;验证第五飞B12航空保护罩破损、脐带接口处起火、发动机喷口变形等故障的改进措施;缩短捕获回收后从超重型卸载推进剂的时间,提高快速再利用的操作效率。
④再次验证星舰再入能力
测试之一:前襟翼能否克服前两艘星舰烧蚀痛点,并且以更高攻角飞行,故意挑战襟翼控制的极限;测试之二:新型隔热片材料耐高温表现;测试之三:星舰两侧拆除8列隔热片,用于测试未来星舰回收硬件的安装位置的耐高温性,该位置将用来安装回收装置(挂载点、稳定点纵梁)。
●第六飞测试结果
基于星舰团队快速迭代能力和高效整改措施,星舰第六飞测试目标大部分达成:
①由于发射塔顶部通讯避雷针受损以及超重型火箭冷却管破损等原因,导致自检系统报警,发射总监放弃原位回收操作,改为海面溅落。尽管无法再次验证超重型火箭原位捕获回收,但成功检验了发射系统的安全运行机制。按照操作流程,在超重型捕获回收前三分钟,测试团队及其自检系统会对超重型火箭、发射塔及其捕获机械臂回收系统进行数千项检查,以确认是否全部满足安全标准。只有100%符合回收标准时,才由发射总监手动发出操作指令,否则超重型火箭就会默认放弃返航原位回收取消「筷子夹火箭」操作,改为海面溅落。
②星舰首次尝试并成功在轨点火演示。启动单台真空猛禽发动机进行约3秒钟的短暂点火,让飞船以更大攻角再入,以减慢水平速度,有助于飞船以更高精度着陆。为第二代星舰进行全轨飞行、部署卫星、捕获回收提供必要且有力的技术支撑。
③星舰顺利再入大气层。星舰两侧拆除隔热片位置,出现轻微弯曲现象(见上图▲),但基本完整未破损。前襟翼又出现烧穿现象,这是以更高攻角再入、挑战襟翼控制极限的结果。新型隔热片材料承受住再入高温检验。
④星舰S31实现高精度软着陆,为最早星舰第七飞率先尝试空中捕获打下坚实基础,也为明年第二代星舰高频次亮相测试飞打下坚实基础。
●后续试飞
鉴于第六飞测试成绩,很可能促使星舰开发团队以更高效方式,安排后续测试任务。
▲马斯克在星舰第六飞后表示,如果一切顺利将尝试捕获星舰。稍早前他曾表态,第七飞有可能率先尝试原位捕获星舰飞船。
由于第二代星舰试飞任务配置将超过第一代星舰试飞的难度,可以料定测试团队需要更多时间准备,FAA也需要稍长时间审批。因此作为第二代星舰首次亮相发射的第七飞,大概率不会早于明年1月发射,更可能是明年2月或3月发射。按照同类任务配置间隔1个月来算,那么第八飞大概率会在明年4月。
因为随着2026年9月首次载人登月任务(阿尔忒弥斯3号)倒计时逐渐临近,登月版星舰至少要进行一次无载人登月演示。而发射一次登月版星舰,大约需要发射10次左右加油版星舰为其在轨加油(加满1200吨推进剂),以支持往返登月任务。因此基于这个前提,SpaceX必须有能力在短期内高频发射多艘加油星舰。而最理想的发射方案就是,同时开启德州星舰基地与佛州星舰基地的发射能力,由此开创两地高频发射与回收的星舰2.0时代。
正因为如此,2025年不单是前所未有的星舰繁忙年度,更是从开发测试期逐步过渡到执行任务期的关键年份。
●川普捧场预示更大野望
这次星舰第六飞,恰逢川普2.0时代起始阶段。政治强人川普携一众政治盟友亲临星舰基地,这既是为时代超人马斯克的星舰助阵喝彩,更是为即将到来的星舰大航天时代提前庆祝。当然,也可以看作马斯克为川普赢得大选呈现的一份飞天大礼。
彼时,马斯克为川普重返白宫摇旗呐喊;此刻,川普为马斯克星舰发射手舞足蹈。形影不离的川马组合体,已经开始释放前所未见的作用力,超视距传导到各个领域。至于,川马组合最终能否形成一马平川效应?最好还是看到剧终。
对于星舰项目来说,未来两年便会见分晓。如果2025年星舰成功捕获回收、顺利演示在轨加油的话,那么2026年就会有望先后实现无载人登月演示、首次载人登月执行阿尔忒弥斯3号任务。接下来,由星舰系统全面取代SLS+猎户座飞船的呼声就会越来越高,新版美国重返月球计划就会呼之欲出。载人探火计划很可能会顺理成章提上日程,最快最激进的发射排期:2026年9月-10月发射首批星舰先遣飞往火星;2028年11月-12月发射首批载人星舰飞赴火星;2031年1月-2月发射第二批载人星舰建立永久定居点。当然,这一切都是最理想最高效的载人登月登火计划。但不管怎样,川马二人都有强烈意愿希望在川普2.0时代实现这些里程碑式创举。