根据 YouTube 创作者蒂姆-多德(Tim Dodd)今天早些时候在 X 频道上分享的此前未发布的片段,SpaceX 公司和埃隆-马斯克怀疑,在今天的飞行中,末级星际飞船的前襟翼可能会起火。多德的频道在今天的试飞前对马斯克进行了采访,这是马斯克提供最新消息和分享 SpaceX 在德克萨斯州星际基地活动细节的系列报道之一。
今天早些时候,SpaceX 的第四艘全堆叠星际飞船火箭飞上了天空,这次测试达到了 SpaceX 在发射前设定的所有主要目标。
第二级星际飞船位于前景,其尾部或底部襟翼清晰可见,同时发动机点亮,准备分离。图片:埃隆-马斯克/X
火箭或航天器上最难设计的系统之一是隔热机构,因为当航天器在地球上时,工程师无法在返回大气层时所面临的条件下对全尺寸模型进行测试。这意味着隔热机构的开发往往要延续到航天器开发周期的后期。SpaceX 在 2020 年首次发射载人龙飞船时出现的异常损坏让工程师们大吃一惊,而 NASA 的猎户座飞船也存在气蚀问题。
同样,第二级"星际飞船"在第三次飞行中也未能成功重返大气层。在飞船的隔热罩设计中,SpaceX 使用了数以千计的隔热瓦来覆盖其迎风面和鳍片,而大量隔热瓦中的任何缝隙都可能造成不良后果。
在今天早些时候的星际飞船发射过程中,位于火箭顶部的前襟翼着火了。这为我们提供了火箭在地球大气层上层以数千公里的时速飞行时着火的独特视觉效果。
马斯克在接受《Everyday Astronaut》采访时表示,SpaceX 事先已经预料到了这个问题。根据他的说法,襟翼和星际飞船之间的铰链是再入大气层时最脆弱的区域之一。这是由于热气体会在这个缝隙中流动,不仅会破坏不锈钢机身,还会破坏陶瓷隔热瓦。
马斯克说,"密封铰链缝隙,不让热气以超高速流过襟翼铰链的接口",对于确保高速摩擦的气体不会"烤熟任何东西,包括瓷砖"至关重要。在今天的整个试飞过程中,SpaceX 分享了第二级星际飞船的多个摄像头视图。在前襟翼起火后,SpaceX 在"星际飞船"飞行的剩余时间里一直使用这一相机视图。
根据马斯克的说法,SpaceX在"前部和后部襟翼铰链处"安装了"热气密封装置",测试检验了这些密封装置是否有效。令人惊讶的是,尽管"星际飞船"的襟翼起火了,但"星际飞船"还是完成了重返大气层的任务,这在很大程度上要归功于 SpaceX 决定使用钢材作为火箭的制造材料。
最初,SpaceX 选择了 301 级不锈钢来建造星际飞船,但马斯克在另一篇文章中透露,该公司后来改用了内部开发的一种名为 SX300 的合金。这是因为 301 钢无法承受"星际飞船"因使用低温推进剂而必须承受的极低温度。推进剂、甲烷和液氧在发射前都要经过超低温冷却,以提高燃料容量和火箭性能。
关于襟翼,马斯克补充说,未来的星际飞船将采用升级版襟翼。据他介绍,升级版的星际飞船将"更新版本的星际飞船的前襟翼偏向左侧",以"提高可靠性、制造便利性和进入轨道的有效载荷"。
星际飞船的背风面是指重返大气层时指向天空并远离大气层的区域。在"超重型"火箭成功软着陆后,马斯克仍然对他的火箭持乐观态度,并暗示 SpaceX 可能会尝试在第五次飞行中真正完成捕捉和回收火箭。