第4次终于成功!SpaceX航天飞机通过压力测试,马斯克要圆梦了吗?

马斯克的登天计划,又前进了一步。

近日,马斯克在社交平台上传一支视频,显示SpaceX最新的航天飞机原型机首次通过低温压力测试。

SN4 passed cryo proof! pic.twitter.com/EJakThZRGF

—Elon Musk (@elonmusk)April 27, 2020

SN4低温压力测试画面。

据NASA Spaceflight报道,此次通过压力测试的Starship为SN4,同时也是首艘通过测试的全尺寸航天飞机原型。

Starship是马斯克SpaceX公司2016年提出的航天飞机计划,旨在成为完全可重复使用的运载火箭,用于载人绕月飞行观光,第2阶段是当作商用航天飞机用于货物运输。

值得说明的是,低温测试是证明飞行器适航性的首要测试,测试成功意味着SpaceX团队现在可以朝静态点火的方向努力。

SN4之前,SN2也曾通过低温验证测试,不过SN2只是部分组装的设备,而不是完整航天飞机原型。

NASA Spaceflight报道指出,SN4是按照Mk1、SN1和SN3的星舰原型组建,这些全尺寸的星舰原型之前均未通过低温测试。

SN1低温测试失败。(Source:视频截屏)

Mk1和SN1未能通过测试在于焊接。到了SN3,焊接问题解决,但由于一个简单的测试配置错误,造成液氧和甲烷罐之间的巨大压力差,在甲烷罐重压下,液氧罐坍塌了,SN3也未能承受住低温压力测试。

有了前几次经验,SN4成功避开这些可能发生的问题。2020年4月26日晚上,SN4通过低温验证测试,压力达4.9bar。

对这个数值,马斯克显然不是很满意,他在Twitter回应网友提问时提到:

这有点像软掉的球……不过,已经够飞了。

低温测试pass,下一步呢?

按照马斯克的说法,通过低温压力测试之后,接下来几天将进行发动机测试。

发动机方面,SpaceX目前有3颗随时待飞的Raptor引擎,其中一颗将安装在SN4。

低温测试使用的液压活塞就是模仿引擎飞行时产生的压力,因此只有通过低温测试才能安装Raptor引擎。

完成Raptor引擎安装后,工作人员需检查测试飞行器的引擎,包括(使飞行器保持水平位置的)平衡环、点火设备、燃油消耗测试等。

只有完成这些测试之后,才能尝试静态点火。另外,由于低温测试延迟,原定4月29日进行静态点火测试也将延期,可能晚于4月30日。

与之前在小型Starhopper(SpaceX旗下的航天飞机原型机)进行的静态点火测试一样,SN4可能也要通过多次尝试才能成功执行静态点火测试。毕竟,这是SpaceX第一次完全用低温甲烷和液氧为航天飞机提供燃料。

如果进展顺利,SpaceX可能会尝试SN4原型的小型跳跃测试。之前,SpaceX计划SN3就做跳跃测试,目标高度约150米,但SN3在低温测试阶段就发生意外,因此可能改在SN4完成。

SN4。(Source:TESLARATI)

据马斯克4月16日在社群平台透露,SN4没有襟翼,所以只能开着引擎试飞。目前已调整襟翼、致动器和航天飞机设计,将会在SN5或者是SN6配置襟翼。

NASA Spaceflight指出,SN5 / SN6配置的襟翼设计可能是近期发布的Mk1基础上改进。另外,SN5 / SN6还可能配置前锥体,同样之前的原型机尚未配备。

前椎体不仅能容纳飞船运行的有效载荷,还能容纳液氧头舱。前椎体处的头舱位置有利于保持航天飞机重心向前;当航天飞机不具备有效载荷的情况下穿越大气层下降时,保持重心就十分重要了。

尽管SN4没有配备前椎体,但表面覆盖许多隔热瓦,无论引擎还是头部设备。航天飞机的正式生产版,侧面也会全面覆盖隔热瓦,使航天飞功能安全进入地球大气层,甚至到达其他行星的大气层。

由此,SN4覆盖隔热瓦更像试验;不仅能让SpaceX获得安装经验,还能测试隔热瓦能否固定在航天飞机表面。

目前SN5建设顺利进行。SpaceX Boca Chica的工厂出现许多SN5的零部件,预计SN4前往发射台之后,SN5的零部件就会移到高架舱上。

不难看出,马斯克疯狂的登天计划一步步接近实现。

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