這一創(chuàng)舉有何意義？又有何技術(shù)難點(diǎn)？解放日?qǐng)?bào)·上觀新聞?dòng)浾邔ＴL了上海市宇航學(xué)會(huì)資深航天科普專家陶建中。 【不到兩年就試飛了五次】 “星艦”高約120米、直徑約9米，是迄今體積最大、推力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭。 “短短不到兩年就試飛了五次，每一次都有突破，確實(shí)不簡單。用‘筷子’夾住火箭助推器有三個(gè)意義，首先減輕了火箭自身重量，從而可以增加燃料儲(chǔ)備?！碧战ㄖ薪榻B，SpaceX公司的可回收火箭“獵鷹九號(hào)”，在助推器著陸時(shí)會(huì)放出“四條金屬緩沖腿”落地，它們?cè)谏諘r(shí)不派任何用途，是贅余重量。如今，“星艦”首次實(shí)現(xiàn)在半空中被夾住回收，可以節(jié)省“四條金屬緩沖腿”的重量，從而釋放更多的空間來裝載燃料。 其次，可以縮短研制周期?！靶桥灐贝舜沃苯咏德湓诎l(fā)射塔架，只需經(jīng)過檢修，重新加注燃料即可直接起飛，否則降落在遙遠(yuǎn)的地面，還要先后運(yùn)回廠房和發(fā)射塔架。 馬斯克事后在社交媒體發(fā)文稱：“星艦”的設(shè)計(jì)正是在發(fā)射后一小時(shí)內(nèi)最終實(shí)現(xiàn)火箭助推器的重新發(fā)射。助推器在5分鐘內(nèi)返回，剩余時(shí)間是在助推器頂部重新裝載燃料并放置一艘飛船。 第三，為實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用邁出了關(guān)鍵一步，同時(shí)因?yàn)闇p輕了火箭自身重量、縮短了研制周期，也就大大降低了成本。 【“筷子”最多可以夾住700噸】 馬斯克此前曾預(yù)測(cè)，在“星艦”的第五次試飛中，用“筷子”對(duì)助推器的“捕獲”成功率僅為50%。這一技術(shù)難在何處？ “技術(shù)難點(diǎn)也有三。首先是高精度的動(dòng)態(tài)控制技術(shù)?；鸺破髟诜祷剡^程中是動(dòng)態(tài)的，機(jī)械臂也是動(dòng)態(tài)的，這就需要高精度協(xié)調(diào)統(tǒng)一；其次是強(qiáng)大的動(dòng)力系統(tǒng)。‘筷子’要把火箭助推器牢牢夾住，這需要很大的力矩；第三是助推器降落時(shí)要保持穩(wěn)定，不能產(chǎn)生大的震蕩?！碧战ㄖ姓f。 不過，第五次試飛已經(jīng)說明這三個(gè)技術(shù)難點(diǎn)得到了解決。比如，這雙“筷子”最多可以夾住700噸的重量，而“星艦”助推器用完燃料返回時(shí)自重僅為200噸。 【馬斯克團(tuán)隊(duì)非常善于學(xué)習(xí)】 正如馬斯克在“星艦”第五次試飛后“復(fù)盤”時(shí)說，助推器的外部發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴因高溫等原因發(fā)生了變形，但這些問題很容易解決。相比前四次試飛，第五次試飛可謂具有里程碑意義。 美國航空航天局局長比爾·尼爾森為此發(fā)文稱贊——不懈的努力將引領(lǐng)我們?yōu)樘剿髟虑?，再前往火星的目?biāo)做好準(zhǔn)備。 美國的“重返月球”計(jì)劃對(duì)“星艦”寄以厚望，“星艦”的二級(jí)飛船未來將作為載人登月運(yùn)輸工具，把宇航員從月球軌道送到月球上。目前，載人登月計(jì)劃幾番推遲，美國航空航天局的最新說法是2028年，“星艦”為了趕進(jìn)度也在抓緊試飛。 顯而易見，為了縮短“星艦”研制進(jìn)度，馬斯克采用了快速迭代法，即通過不斷試飛來暴露問題、解決問題。美蘇在太空競賽時(shí)期都曾用過快速迭代法，SpaceX公司此前也是用這一方法成功研制了可回收的“獵鷹9號(hào)”火箭。不過，快速迭代法成本較高。 “馬斯克團(tuán)隊(duì)有一個(gè)顯著的特點(diǎn)——非常善于學(xué)習(xí)?！碧战ㄖ姓f。在“星艦”第一次試飛中，火箭發(fā)射臺(tái)受到嚴(yán)重沖擊，大量混凝土碎片散落各處。為了解決這一難題，SpaceX公司借鑒了航天飛機(jī)的做法，在發(fā)射臺(tái)增鋪了一層鋼板，鋼板下面鋪設(shè)了水管，一分鐘內(nèi)就可噴出1千噸的水，用來降低噪聲和沖擊力。 盡管“星艦”后續(xù)還有很多試驗(yàn)要做，比如完全入軌、繞地飛行、回收二級(jí)火箭、太空加注推進(jìn)劑等，但外界越來越看好SpaceX公司，并開始期待“星艦”的第六次試飛。