“星艦”要成功還得加把勁

□ 張香維

北京時(shí)間11月18日，太空探索技術(shù)公司的“星艦”進(jìn)行了第二次試驗(yàn)性發(fā)射。本次發(fā)射中，“星艦”第一級(jí)飛行正常，尤其是全部33臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)均成功點(diǎn)燃并正常工作，一掃首飛時(shí)多臺(tái)失效的窘境。隨后，火箭兩級(jí)成功分離，新設(shè)計(jì)的“熱分離”系統(tǒng)首試即獲成功。但接下來(lái)第一級(jí)在回收過(guò)程中空中爆炸。分離后，第二級(jí)正常工作約6分鐘，但在接近燃盡關(guān)機(jī)時(shí)突然自毀失聯(lián)。

時(shí)隔7個(gè)月，這款目前規(guī)模最大、設(shè)計(jì)最激進(jìn)的運(yùn)載火箭復(fù)飛，取得了不小的進(jìn)步，但未竟全功。這將使“星艦”項(xiàng)目乃至后續(xù)一系列宏偉計(jì)劃面臨更大的不確定性，研制團(tuán)隊(duì)需付出更大的努力。

總體來(lái)看，“星艦”第二次試飛雖然取得較大進(jìn)步，但仍未能完成全部驗(yàn)證目標(biāo)，勢(shì)必會(huì)影響后續(xù)任務(wù)進(jìn)度。根據(jù)不同任務(wù)需求，“星艦”規(guī)劃發(fā)展貨運(yùn)型、在軌加注型、載人登月型等。本次發(fā)射的是“星艦”貨運(yùn)型，未來(lái)運(yùn)營(yíng)可以配備類(lèi)似航天飛機(jī)的開(kāi)合式載荷艙門(mén)，將大質(zhì)量載荷送入太空，還有望執(zhí)行在軌維修、帶回航天器等任務(wù)?，F(xiàn)在來(lái)看，實(shí)現(xiàn)這些規(guī)劃恐怕要推遲了。

太空探索技術(shù)公司一直未放松對(duì)“星艦”的改進(jìn)工作，這些改進(jìn)雖然沒(méi)能確保本次復(fù)飛完全成功，但仍發(fā)揮了不容忽視的作用。在發(fā)射場(chǎng)里，最引人注目的變化是整修一新的發(fā)射臺(tái)，以及在“星艦”點(diǎn)火之際噴出的巨大水幕。此外，本次發(fā)射的“星艦”將負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)的液壓作動(dòng)器改為電驅(qū)作動(dòng)器，進(jìn)一步減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)重量，縮短了響應(yīng)時(shí)間；嘗試改用火箭兩級(jí)熱分離，不必額外增加分離驅(qū)動(dòng)裝置，而且第二級(jí)“無(wú)縫銜接”啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，減少動(dòng)能損失，有望提升一定的運(yùn)力。不過(guò)，其缺點(diǎn)也不容忽視，那就是第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴流可能會(huì)損壞第一級(jí)。這個(gè)隱患對(duì)于可回收復(fù)用火箭值得警惕，因此需要對(duì)第一級(jí)頂部進(jìn)行額外防護(hù)，“星艦”為此加裝了保護(hù)頂蓋，導(dǎo)致死重增大。

為了防止再現(xiàn)“星艦”首飛時(shí)自毀系統(tǒng)延遲40秒才摧毀火箭的情況，本次自毀系統(tǒng)進(jìn)行了“增強(qiáng)和重新認(rèn)證”。外界認(rèn)為，這個(gè)改進(jìn)的實(shí)質(zhì)就是增加貯箱爆破點(diǎn)，加大炸藥量。從這次“星艦”自毀的效果來(lái)看，這項(xiàng)改進(jìn)確實(shí)“立竿見(jiàn)影”。

“星艦”兩次試飛都未完全實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，必然會(huì)延誤一系列后續(xù)重大任務(wù)。

2021年，太空探索技術(shù)公司中選了“阿爾忒彌斯計(jì)劃”的載人登月艙供應(yīng)商，方案改進(jìn)自“星艦”第二級(jí)，還有配合任務(wù)專(zhuān)門(mén)貯存和轉(zhuǎn)運(yùn)低溫推進(jìn)劑的在軌加注型“星艦”。“阿爾忒彌斯-3”載人登月任務(wù)被規(guī)劃在2025年底，但受“星艦”兩次試飛不順利的影響，恐怕美國(guó)航天員重返月球不會(huì)早于2026年，甚至更晚。

“星艦”進(jìn)度不及預(yù)期，新一代“星鏈”同樣遭受打擊。盡管“星鏈”用戶已突破200萬(wàn)，但快速增加的服務(wù)需求和衛(wèi)星更新?lián)Q代的壓力同樣很大，太空探索技術(shù)公司為此研發(fā)了單星重達(dá)2噸的完全版第二代衛(wèi)星，但必須用“星艦”發(fā)射。可以說(shuō)，“星艦”已成為制約“星鏈”擴(kuò)張的“緊箍咒”。

“星艦”項(xiàng)目的高難度和高風(fēng)險(xiǎn)陸續(xù)暴露，各項(xiàng)試驗(yàn)成本預(yù)計(jì)將顯著上升，這也是“星艦”融合了過(guò)多新技術(shù)的必然后果，公司早有預(yù)期和準(zhǔn)備。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，“星艦”多久以后“涅槃”再飛，完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，后續(xù)的載人登月、近地軌道大載荷投送乃至火星之夢(mèng)能否順利成真，值得繼續(xù)關(guān)注。