2024 年 2 月漸近而來,各種可靠信息也在拼成「星艦第三飛」圖景,從局部模糊到整個清晰,從既定任務到重大變化。
01 S28 濺落點改到印度洋
根據 SpaceX 最近向 FCC 提交的相關申請文件顯示,描述星艦第三次測試飛行概況如下:" 星艦 - 超重型測試飛行将從德克薩斯州星艦基地出發。超重型火箭分離後執行部分返航操作,降落在墨西哥灣海域。星艦飛船将繼續沿既定路徑飛行至大約 235 公裏高度,然後在印度洋執行動力着陸。"
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要知道,之前兩次星艦試飛的既定着陸點都是夏威夷群島考艾島以北太平洋海域。盡管前兩次星艦試飛從未抵達過。
根據這段文件描述,可以分析出一些關鍵信息:①執行星艦第三飛的雙主角之一 S28,設定遠地點(飛行最高點)是~235 公裏,比前兩次設定 250 公裏高度略低。②星艦濺落點從北太平洋海域改到南印度洋海域。③試飛總時長從 90 分鍾縮短至 45 分鍾左右。
之所以做出如此調整,三體引力波基于幾點猜想與推斷:
① SpaceX 意在通過調整軌道高度、縮短飛行時長,從而降低此次測試難度,提升任務完成度及成功率。
②縮短飛行路徑,減少相關手續複雜性和審批時間。由于不再過境印尼群島、太平洋諸島國,夏威夷等地,因此會大幅縮短相關手續,包括減少來自美國軍方、多個聯邦管理部門批準手續、協調工作。
③盡管縮短一半測試飛行時間,但仍有充足時間用于演示各項主要測試任務。比如進入跨大氣層軌道、在軌演示液氧轉移、在軌演示部署衛星能力、再入點火、執行動力着陸、既定海上濺落。
④之所以将濺落點改到南印度洋,除了可以縮短一半測試飛行時間和飛行路徑外,還在于此處是僅次于南太平洋的全球第二大航天器再入及回收區。海域面積約 2000 萬平方公裏,不僅遠離人口分布帶,而且航班線路也相對較少,非常适合火箭航天器再入和回收。相比前兩次設定的夏威夷群島考艾島以北海域,各種潛在風險也是大大減少。
02 在軌演示液氧轉移
今年 1 月中旬,馬斯克在 SpaceX 公司年度演講中提到一句「推進劑轉移測試」,再結合其他可靠信源,我們大抵可以勾繪出以下基本測試信息:
S28 順利進入軌道後,将按計劃進行推進劑轉移測試。具體來說,星艦頭錐内部擁有兩個小型推進劑艙,一個 10 噸儲量的液氧艙,另一個 4 噸儲量的甲烷艙。
計劃将液氧艙裏的 10 噸液氧轉移加注到星艦液氧艙裏,由此實現作爲推進劑之一液氧進行少量在軌轉移。這就是在軌演示液氧艙内轉移技術。如果成功演示,将爲未來進行雙艦在軌演示推進劑轉移,提供第一手實測數據和經驗。即使演示失敗,也會爲星艦測試團隊提供寶貴的正反饋信息和試驗教訓。
如果順利的話,SpaceX 最早将在今年内進行雙星艦在軌演示推進劑轉移能力,一艘星艦與另一艘星艦在軌對接後,其中一艘将爲另一艘進行推進劑(液氧、液态甲烷)轉移,這就是星艦在軌加油(加注推進劑)。再下一步技術演示就是加油版星艦爲載人版星艦進行在軌加注測試。
根據 SpaceX 新近提供信息繪制而成的阿爾忒彌斯 3 号載人登月任務演示圖顯示,SpaceX 需要先發射一艘加長版加油星艦入軌,再接連發射 9 艘常規版星艦,每艘入軌星艦至少攜帶 100 噸推進劑爲加長版加油星艦加注推進劑,這樣加長版加油星艦将裝載大約 1100 噸推進劑,接下來再爲發射入軌的載人版登月星艦提供在軌加油,直到載人版登月星艦裝滿 1200 噸推進劑(950 噸液氧、250 噸液态甲烷)之後滿載而飛,奔向月球,對接獵戶座飛船,着陸月球南極帶,成全兩名 NASA 宇航員登月,實現美國重返月球的多年大夢 …… 而未來一大步跨越,正基于這次一小步嘗試:在軌演示 10 噸液氧轉移能力。
03 在軌演示部署衛星能力
除了在軌演示液氧轉移能力之外,另一項在軌演示技術就是部署衛星能力。具體來說,先打開 S28 星艦載荷艙口,再開啓衛星分配器,但據悉這次不會部署任何載荷。
我們知道,S28 艙内衛星分配器(PEZ 分配器)已經過重新設計,機架高度大大增加比之前星艦 S24、S25 高得多。這一變化意味着讓星艦有能力攜帶及部署更多星鏈衛星。
SpaceX 采用 PEZ 分配器作爲衛星分配器。這一名稱來源于 PEZ 糖果分配器,這是一種早在 1927 年就被發明出來的塑料糖果分配器,能将糖果從分配器裏彈出。PEZ 衛星分配器機架的工作原理與 PEZ 糖果分配器類似,把星鏈衛星從分配器中彈出并部署到軌道上,這對于未來星艦大批量部署衛星至關重要。根據馬斯克的樂觀預期,最早有望從今年下半年或者年底開始使用星艦部署第二代星鏈衛星。
04 星鏈全程覆蓋
根據 SpaceX 向 FCC 提交的相關申請文件顯示:星艦第三次測試飛行期間,全程由 SpaceX 星鏈星座提供前所未有的遙測數據,并且在星艦再入大氣層時,常規遙測通信信号受到嚴重幹擾和抑制情況下,仍能保持正常遙測通信。這一技術已在第二次飛行得到驗證,并将在第三次飛行以及未來軌道航天任務時進一步提升性能和安全性。爲此,SpaceX 爲星艦飛船、超重型火箭都安裝了多個星鏈終端,以确保在整個星艦飛行過程中始終保持與星鏈星座信号暢通。
比如在 S28 背風側安裝 4 個星鏈終端,取代之前與有效載荷艙口集成的單個終端。B10 同時裝配新舊兩款星鏈終端天線,這讓星艦系統在飛行過程中與現有的通信天線建立更穩定更安全的數據連接。
有關星艦第三飛雙主角 S28、B10 還有更多升級和進化之處,請見——盤點星艦第三飛的雙主角叠代亮點。
就像馬斯克在今年初演講時所言:對于星艦第三飛,我們有信心看到入軌,并且在太空機動,在再入階段順利點火。所以,我認爲星艦第三飛會是進入軌道一個非常好的機會。然後憑借快速發射節奏,最終實現完全可重複使用的星艦發射系統。