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V2遇挫,V3加速,马斯克新目标直指每周发射星舰

AI划重点 · 全文约2776字,阅读需8分钟

1.马斯克表示,SpaceX计划在未来12个月内实现每周一次的星舰发射频率,向Starlink轨道部署约100吨有效载荷,并实现完全复用。

2.然而,V2星舰正遭遇重大技术挑战,如引擎故障和压力问题,需要解决以确保V3能够顺利实现这一目标。

3.为此,SpaceX采取了并行开发的策略,V2继续用于测试和验证技术,而V3则在设计阶段快速推进。

4.同时,SpaceX正在加速基础设施建设,如Starfactory星舰工厂和佛州第二发射塔,以支持高频率发射。

5.如果SpaceX能实现马斯克的愿景,星舰V3将重新定义太空飞行,使太空变得前所未有地触手可及。

以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考

马斯克今天发文「重新定调星舰开发框架」,披露诸多关键点。第二代星舰正被替代?第三代星舰何时亮相?三体引力波全面剖析星舰开发的现状与未来。

●马斯克重磅短文

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▲北京时间3月23日12:18,马斯克跟进澳洲知名星舰粉@MarcusHouse贴文时提到:SpaceX正在完善V3星舰设计(honing in on the V3 Starship design)。计划在未来12个月内(到2026年3月左右)实现每周一次的星舰发射频率。这将实现每次向Starlink轨道部署约100吨有效载荷,并且实现完全复用(full reusability)。他称这一目标为重大突破(profound breakthrough)。

不难看出,马斯克显露一如既往的乐观主义,对V3星舰的开发充满信心,并设定了雄心勃勃的目标:到2026年3月实现每周一发,向Starlink轨道部署100吨有效载荷,并实现全可重复使用。这一目标如果实现,将标志着星舰计划的重大突破,不仅大幅加速星链网络的部署,还将为深空探索(如月球和火星任务)奠定基础。然而,当前V2星舰正遭遇重大技术挑战(如引擎故障和压力问题)急需解决,以确保V3能够顺利实现这一目标。

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●V2技术瓶颈

最近的星舰第八飞,第二代飞船(Ship V2)再度遭遇重大挫折,S34六台猛禽中有四台在初始燃烧阶段提前关闭,导致姿态失控,最终失去遥测。SpaceX初步分析指出,压力问题和燃料泄漏是主要原因,与星舰第七飞S33飞船爆炸的问题如出一辙。显然,V2星舰暴露出几个关键问题:

①发动机可靠性:猛禽发动机在IFT-7和IFT-8连续出现故障,IFT-7因燃料泄漏引发压力激增和爆炸,IFT-8由于低压导致发动机提前关闭。进一步深挖,真空版猛禽进料管线在低燃料水平下的不稳定性是主要隐患。

②压力与燃料系统:超重型B15在IFT-8中也遭遇燃料传输压力不足的问题,险些影响发射。飞船S34的液氧燃料舱也出现类似问题,测试团队曾在发射前对其进行过检查。

③热防护与再入:IFT-7和IFT-8都没能实现飞船的完整再入测试,热防护系统(尤其是隔热片)的耐用性仍需验证。IFT-8前还发现一枚隔热瓦片脱落,引发对系统完整性的担忧。

另外,包括热分离系统、后襟翼设计(存在火灾隐患)以及发射塔的支架(出现滑轨问题),都需要改进。

尽管问题频发,但种种迹象表明,SpaceX并未放弃V2第二代飞船,而是通过更严格的地面测试来解决问题。例如,S35飞船已完成三次低温测试,接下来将进行静态点火测试。还计划调整测试流程,比如在不同燃料水平下测试猛禽性能,以模拟真实飞行条件。

可以说,V2是星舰系统的过渡版本,目标是验证核心技术(捕获回收、飞船再入和轨道操作),为V3第三代星舰奠定基础。尽管当前面临重大挑战,SpaceX仍坚持使用V2进行测试,体现了「快速迭代、边飞边改」的开发理念。这种策略早在猎鹰9号火箭开发中已经证明有效,最终造就了全球最可靠的火箭。

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●V3蓝图

V3(Block 3)是星舰下一代版本,据悉将在2025年11月前完成设计并进入测试阶段。相比V2,V3在多个方面进行了大幅改进。

①尺寸与载荷:V3总高度将达140-150米(超重型助推器80.2米,飞船69.8米),比V2高20-30米。有效载荷能力将达200吨(LEO运力,一二级完全可复用),如果一次性使用可实现约400吨运力。

②推力提升:V3将搭载Raptor 3第三代猛禽,推力多达10000吨力(V2为7500吨力),成为有史以来最强大的火箭。第三代猛禽更简单、更可靠,旨在解决V2的猛禽问题。

③燃料容量:超重型助推器燃料容量多达4500吨,飞船为2300 吨,显著提升推进剂量,以支持更强大的猛禽和更长时间更复杂的任务。

④轨道加油能力:V3将配备专门的加油硬件,包括先进的耦合机制和快速断开系统,支持轨道加油操作。这是深空任务如月球和火星任务的关键。

⑤系统优化:热分离系统将更简单高效,减少分离风险;燃料舱将进一步扩展,以满足第三代猛禽的需求;星舰发射塔基础设施(包括筷子机械臂)也会优化以提高可靠性。

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V3的开发受到多个关键任务的推动。首先是星链部署任务,马斯克 在X帖子里提到,V3每次将向星链轨道部署100吨有效载荷。星链作为SpaceX最具前景和赚钱能力的项目,V3的高载荷能力和高发射频率将加速下一代星链的部署。其次是Artemis重返月球计划,星舰被选为NASA Artemis载人任务的首选月球着陆器(HLS),目前计划在2027年实现载人登月。NASA载人月球着陆器项目主管Lisa Watson Morgan 最近表示,V3需在2025年底前投入使用,以支持星舰轨道加油。再有就是火星任务,马斯克宣称在2026年发射窗口期进行无载人星舰火星任务,26个月后再进行载人火星任务。V3的加油能力和深空能力将是实现这一目标的基础。

不过,尽管V3设计雄心勃勃,但开发测试也面临诸多挑战。技术继承方面,V3需要解决V2的所有问题,比如发动机可靠性、热防护系统等,否则这些问题可能延续到新版本。时间压力方面,SpaceX内部时间表是2025年11月完成目标,这意味着必须在不到8个月内完成设计、制造和测试,时间紧迫。能否按期完成仍是问号。基础设施方面,要实现每周一次发射需要大规模生产能力(Starfactory星舰工厂)和发射基础设施(佛州第二发射塔、佛州星舰发射塔),这些重要建设目前仍在建设当中,能否如期建成有待观察。

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●并行开发

可以确定的是,SpaceX并未因V2棘手问题而放弃,而是采取了并行开发的策略。V2继续用于测试和验证技术(助推器回收、飞船再入),而V3则在设计阶段快速推进。

这种策略优势在于,V2的测试为V3提供了宝贵数据,避免新版本的冷启动风险。时间效率上,并行开发缩短了整体开发周期,确保V3 能尽早投入使用。任务支持上,V2可用于短期任务,比如部署自家星链,而V3则为长期深空任务做准备。

不管外界如何质疑,SpaceX仍在抱持一贯的开发哲学:快速迭代、边飞边改。S33、S34连续失败并未让星舰开发停下脚步,而是推动更严格的测试和改进。比如S35飞船正在进行多轮低温测试,SpaceX还计划在IFT-9发射前增加不同燃料水平的引擎测试,以解决进料管线问题。这种策略虽然风险较高,但能快速暴露问题并找到解决方案。

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此外,为支持高频率发射,SpaceX正在加速基础设施建设。比如,Starfactory星舰工厂项目。位于德州星舰基地的Starfactory,旨在实现星舰的大规模生产,支持V2和V3同期制造。再比如升级发射塔和发射台,德州博卡奇卡基地已接近完成第二座发射塔,佛州星舰发射设施预计在2025年底前投入使用。还有后勤支持保障,德州博卡奇卡正在安装水管道以减少运输成本,计划建设中的液氧生产厂也将在2025年7月前获批。

如果SpaceX能实现马斯克的愿景,星舰V3将重新定义太空飞行。它的载荷能力(200吨)和推力(1万吨)将远超竞争对手,比如NASA的太空发射系统(SLS,只能运送95吨到LEO,成本却高得多)。完全可重复使用将把发射成本降到每吨几千美元,让太空变得前所未有地触手可及。

现在,所有关注目光都集中在星舰第九飞上。根据FCC文件,最早可能在4月7日进行。当然,这只是最早的参考时间,更现实的时间段是春夏之交。这次测试将检验SpaceX能否解决V2的问题。与此同时,V3亮相倒计时也在继续。SpaceX需要在迭代速度和系统稳定之间找到平衡。

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