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SpaceX星际飞船原型SN3低温测试失败 SN4数周内即可组装完毕

2020/04/06 09:20      腾讯科   [用户 H100上传 ]  


  4月3日消息,据外媒报道,当地时间周四,美国太空探索技术公司SpaceX的第三艘全尺寸星际飞船原型SN3在首次低温测试中失败,目前处于损坏状态。不过令人感到欣慰的是,SN4有望在数周内组装完毕,继续进行相关测试。

  美国当地时间4月2日当天,SpaceX的星际飞船原型SN3成功通过了环境温度压力测试,使飞船可以进行第一次“呼吸”,并确保其巨大的推进剂罐没有泄漏。就在几个小时后,SpaceX对SN3进行了首次低温测试。

  在测试中,当中性液氮被装到飞船的液氧罐中一段时间后,SpaceX放弃了测试,原因是地面支持设备(GSE)的阀门冻结,GSE的作用是为飞船提供燃料。这一消息已经得到SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)的确认。

  在首次尝试大约六个小时后,SpaceX可能设法缓解了GSE的阀门问题,并在当地时间晚上开始了SN3的第二次低温耐受性测试。虽然事情开始时还很正常,但星际飞船原型的结局却不太好。

  由于未知的原因,SpaceX开始进行第二次低温试验尝试时,只在SN3上部液氧罐中装入了过冷的液氮。鉴于星际飞船原型都是由不锈钢板建造的,厚度也有限,因此几乎可以肯定的是,较低的甲烷储罐也必须加压,很可能依赖于气态(常温)氮气。

  对于几乎全用焊接金属建造的飞船来说,这种温差可能已经构成了一个主要问题。尽管如此,在三个小时的大部分时间里,事情似乎完全按计划进行,火箭泄气数十次,上层液氧罐在吸收德克萨斯州潮湿空气中的水蒸气时外表明显形成了霜层。

  不过,当时间到达当地时间凌晨时,情况开始恶化。现在装满液氮的液氧罐下面的甲烷罐(未装满)似乎坍塌了,最初先是出现小小的凹痕。几秒钟后,重力作用加剧,进一步压碎了甲烷罐,导致头重脚轻的飞船原型倾覆,液氧罐爆裂。

  虽然不可否认,但这种特殊的故障并没有太大意义。如果底部的甲烷罐被气体氮气大幅加压,那么当气体试图逃逸时,结构完整性的迅速瓦解可能会是一种更加猛烈的考验。相反,与这种可能性相比,SN3测试失败是逐渐显现的。

  事实上,它几乎看起来就像是底部的甲烷罐要么从来没有真正加压过,要么没有足够的压力承受数百吨液氮的重量。考虑到SpaceX的专业知识和对火箭技术的熟悉程度,这种选择似乎不太可能。所有其他可能的解释至少都同样难以解析,或许SpaceX或其首席执行官马斯克最终会加以澄清。

  不过令人感到欣慰的是,SpaceX在过去两周左右的时间里继续大量生产钢环和舱壁,并将它们组装成星际飞船的下一个全尺寸原型SN4。如果SN1、SN2和SN3可以作为参考的话,那么第四个全尺寸原型可能会在几周后准备前往发射台进行测试,从SN3停止的地方重新开始。

  值得庆幸的是,就硬件而言,SN3的故障似乎不算麻烦,可能只需要少量维修工作就可以为下一次测试做好准备。虽然很不幸,但重要的是要记住,这都是SpaceX开发前所未有的新技术过程中必然要遭遇的挫折。

  无论是猎鹰1号、猎鹰9号助推器回收还是猎鹰9号整流罩回收,SpaceX所有突破性的努力在第一次成功之前都经历了几次连续失败。考虑到马斯克2019年9月声称SpaceX只向星际飞船投入了约5%的资源,显然Mk1、SN1和SN3等原型的制造成本很低。

  两款星舰原型Mk1,SN1一样,SN3原型即将进行一次通气测试,即所谓的压力测试。希望这一次能够成功,因为Mk1和SN1原型没有通过压力测试,都在测试过程中发生破裂。

  近来,马斯克对星际飞船项目似乎信心满满,如果一切能够按原计划进行,SN3原型在近期通过压力测试,那么下周将进行150米高空测试,SN4也将在今年进行首次高空测试飞行。到2023年,人们就可以坐着宽敞而舒适的星际飞船登陆月球。 (腾讯科技审校/金鹿)

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