如果說一個月多前的星艦第五飛,屬於開發測試5年來最具挑戰性、最具顛覆性的一次測試飛,那麼即將第六飛就是IFT-5 Plus(增強版第五飛)。套用奧運會slogan的說法就是「星艦第六飛追求更好、更準、更強」,為第一代星艦系統畫上完美句號,為第二代星艦驚豔登場奠定基石。
發射時間
SpaceX更新星艦第六飛時間,推遲24小時發射視窗:美中時間11月19日16:00~16:30(北京時間11月20日6:00~6:30)。
原計劃最早於美國中部時間11月18日16:00~16:30(北京時間11月19日6:00~6:30)。
SpaceX並未給出推遲理由,但原因不外乎主要有技術故障排查、安全檢查、團隊準備、天氣條件等。
飛行路徑
IFT-6飛行路徑與IFT-5一樣,從德州星艦基地發射,升空7分鐘後超重型原位捕獲回收,升空65分鐘後星艦飛船在南印度洋海域軟著陸濺落。IFT-6飛行軌道仍屬於跨大氣層軌道(TAO),軌道高度-50x235公里,赤道傾角26.5°,繞地飛行半圈。
星艦第六飛飛行剖面圖▼
不同的是,IFT-6在日落時分發射,日出時分星艦飛船軟著陸。而IFT-5是在日出時分發射,夜幕時段星艦飛船軟著陸。
之所以選擇這一時間段發射,而不像前5次選在當地上午發射,最重要考量因素在於為了更好地觀測星艦著陸。第六飛測試重點之一就是進一步驗證星艦飛船以更高精度著陸能力。因此測試團隊希望獲得更清晰、更全面的飛船著陸影像。當星艦飛船S31飛越半個地球、跨越13個時區之後,計劃執行水面軟著陸,既定目標著陸區位於靠近澳大利亞西岸的南印度洋海域,著陸區處在東七時區(北京時間屬於東八時區)。當星艦著陸時,正值當地時間日出時分早上6時許,這會為提前設定在濺落點的無人攝像機以及遠處觀測人員,提供更好的光學拍攝和視覺觀察條件,以便獲得更高畫質更全面的飛船著陸影像,為後續嘗試捕獲飛船提供必不可少的飛行資訊。
發射程式
IFT-6發射操作流程如下▼
01
倒計時階段
T-01:15:00,即發射倒計時1小時15分,星艦發射總監開始確認各部門預備狀況,並且投票決定是否加註推進劑,核准後下達加註指令。
T-00:00:30,倒計時30秒,發射總監下達發射指令。
T-00:00:10,倒計時10秒,啟動發射臺噴水降噪系統。
T-00:00:03,倒計時3秒,超重型B13發動機控制器啟動點火程式。33臺猛禽發動機全部點火。
02
發射升空階段
T+00:00:00,星艦組合體B13+S31蓄勢待發,待33臺猛禽增至指定推力。
T+00:00:02,超重型火箭B13+星艦飛船S31組合體從1號發射臺起飛。
T+00:01:02,上升階段透過最大空氣阻力點(Max-Q),即火箭經受空氣動力應力峰值。
T+00:02:32,B13關閉30臺猛禽發動機,只保留3臺中心發動機點火,並以50%推力執行。這一操作與IFT-2、IFT-3、IFT-4、IFT-5幾乎相同,為接下來熱分離做準備。
T+00:02:39,啟動熱分離。先是S31啟動6臺猛禽發動機點火程式,隨即超重型和星艦飛船之間的連線解鎖,透過發動機尾流推力作用到超重型頂部的熱分離環,順利實現一二級分離操作。這是星艦第五次進行熱分離操作(IFT-2、IFT-3、IFT-4、IFT-5、IFT-6)。熱分離後,B13開始翻轉機動,為返航調整姿態。
03
超重型返回階段
T+00:02:44,B13啟動返航點火,重新點燃中間圈和內圈的13臺發動機,持續點火54秒。
T+00:03:40,B13拋棄火箭頂部的熱分離環,這是繼星艦第四飛之後第三次執行這類操作,目的是減輕返航時的火箭質量,提高著陸回收的精度。熱分離環重約9噸,高約1.83米,從星艦第二飛(IFT-2)開始使用。第二代星艦將使用更輕的熱分離環,不再採用不可複用的拋棄型,而是永久固定在超重型火箭頂部,與火箭主體一樣可完全複用。
T+00:03:50前後,發射總監確認發射塔狀態正常,符合B13返回執行捕獲回收的條件。按計劃在捕獲回收前,測試團隊會對超重型火箭、發射塔及其捕獲機械臂回收系統進行數千項檢查,以確認滿足數以千計的安全標準。只有完全符合回收標準後,由發射總監手動發出操作指令,否則B13預設進入著陸點火程式,在墨西哥海灣受控海上濺落。
T+00:05:10前後,發射總監發出B13返回發射塔的指令。
T+00:06:25,B13減速至跨音速。超重型火箭返回時從超音速減速,會導致著陸區周圍區域出現音爆。周圍區域的居民通常會聽到短暫、雷鳴般的噪聲。
T+00:06:38,B13開始著陸點火,相繼啟動中心3臺和中圈10臺發動機點火。此時飛行高度1~2公里,速度略高於音速。
T+00:06:45前後,B13中圈10臺發動機關機,只保留中心3臺發動機點火,中圈10臺持續點火約7秒。此時飛行高度不到1公里,速度約250公里/小時。
T+00:06:50前後,在3臺中心發動機反推減速控制下,B13以大約60公里/小時的速度,進入發射塔的捕獲機械臂之間,高度約200米。
T+00:07:00前後,B13懸停於機械臂(筷子)之間,透過機械臂兩側導軌上的插槽與B13柵格翼下方的兩個掛載點對齊,將其接住,即空中捕獲。隨即B13關閉3臺中心發動機。這意味著SpaceX再度成功演繹「筷子夾火箭」創舉。
04
飛船再入著陸階段
一二級熱分離後,星艦飛船S31的6臺猛禽發動機持續長時間點火(5分48秒)。
T+00:07:59,3臺真空版發動機關機熄火。
T+00:08:27,3臺海平面版發動機關機熄火。S31開始滑行,遠地點預定高度235公里,繞行地球近半圈。星艦第五飛屬於跨大氣層軌道:-50×235公里,赤道傾角26.5°。第六飛與第五飛、第四飛、第三飛的預定軌道一致,但遠地點有所不同。
T+00:37:46,S31在軌啟動單臺猛禽真空點火。這是星艦第一次嘗試太空點火(IFT-3原計劃嘗試,因飛船姿態不穩而取消),啟動單臺真空猛禽發動機進行短暫點火,可以將飛船飛行軌道稍微向前推進,這樣會讓飛船以更大的攻角進行再入,以減慢水平速度,有助於飛船以更高精度著陸。這項測試之所以重要,因為這是星艦未來進行全軌飛行、部署衛星、捕獲回收的必要條件。
T+00:45:30前後,S31進入100公里高度,開始再入階段。星艦迎風面開始顯現橘紅色。這是由於星艦高速飛行與大氣摩擦升溫出現的等離子體場。隨著飛行高度降低,高溫等離子場顯現越加明顯。
T+00:47:15前後,S31降至85公里,飛船襟翼開始進行氣動控制,速度21.8馬赫。
T+00:49:00前後,S31開始進入強加熱階段,高度75公里,速度21.6馬赫。
T+00:53:00前後,強加熱階段過半,S31高度69公里,速度18.8馬赫。
T+00:54:30前後,S31啟動發動機預冷卻。
T+00:57:00前後,強加熱階段即將結束,進入高動壓階段。高度58公里,速度14.5馬赫。
T+01:00:50前後,S31經歷下降階段最大動壓,高度42公里,速度6.5馬赫。
T+01:02:06前後,S31快速下降,速度為2馬赫,高度26公里。
T+01:03:00前後,S31速度降至音速,高度21公里。
T+01:03:12前後,S31以腹部向下姿態降落,速度降至亞音速,高度16公里。
T+01:04:56前後,S31開始轉身著陸(Landing Flip),為了發動機點火將星艦艦身由水平翻轉為垂直於地面。
T+01:05:01前後,S31啟動3臺中心發動機著陸點火(LandingBurn)。這將是星艦史上第四次演繹“神龍擺尾”這一高難動作。前三次分別是2021年5月5日SN15高空試飛時首次演繹,2024年6月6日S29軌道級試飛時首次演繹,2024年10月13日S30再度上演。
T+01:05:24前後,S31速度降至7公里/小時以下,以垂直姿態在海上濺落,先是船尾落入水中,然後船身翻轉。
星艦軟著陸階段,正值當地日出時分,為提前設定在海面上的攝像機提供了絕佳拍攝條件,高畫質記錄S31海上軟著陸全過程,也為全球觀眾透過星鏈網路直播畫面而看得一清二楚。
這次測試目標之一:驗證S31達到釐米級的高精度著陸能力。一旦實現,將遠高於星艦第五飛S30達到10米級的著陸精度。測試團隊希望透過實測S31精準軟著陸,進一步驗證星艦高精度著陸能力,為第二代星艦儘早嘗試原位捕獲回收做準備。
IFT-6主要測試目標
01
星艦首次嘗試真空點火
這將是星艦第一次嘗試太空點火,啟動單臺真空猛禽發動機進行短暫點火,可以將飛船飛行軌道稍微向前推進,這樣會讓飛船以更大的攻角進行再入,以減慢水平速度,有助於飛船以更高精度著陸。這項測試之所以重要,因為這是星艦未來進行全軌飛行、部署衛星、捕獲回收的必要條件。
02
進一步驗證星艦更高精度著陸能力
預期目標達到釐米級精度,一旦達成該目標,為星艦第七飛率先嚐試空中捕獲回收奠定穩固基石,也為明年第二代星艦高頻次亮相測試飛打下堅實基礎。
03
再次驗證超重型火箭原位返航、空中捕獲、解除安裝推進劑的全過程技術
旨在提升超重型火箭捕獲回收可靠性;驗證第五飛B12航空保護罩破損、臍帶介面處起火、發動機噴口變形等故障的改進措施;縮短捕獲回收後從超重型解除安裝推進劑的時間,提高快速再利用的操作效率。
04
再次驗證星艦再入能力
測試之一
前襟翼能否克服前兩艘星艦燒蝕痛點,並且以更高攻角飛行,故意挑戰襟翼控制的極限;
測試之二
新型隔熱片材料耐高溫表現;
測試之三
星艦兩側拆除8列隔熱片,用於測試未來星艦回收硬體的安裝位置的耐高溫性,該位置將用來安裝回收裝置(掛載點、穩定點縱梁)。
IFT-6測試預估
第五飛是星艦開發測試5年來最具挑戰性、最具顛覆性的測試飛行。測試目標達成度幾乎100%。首次驗證超重型火箭原位捕獲回收技術,使用發射塔機械臂成功捕獲超重型,驗證釐米級精準回收技術。並且驗證星艦再入能力和軟著陸能力,達到10米級精度。
基於第五飛測試成果,尤其是星艦團隊快速迭代能力和高效整改措施,三體引力波預判星艦第六飛測試效果:①再度成功驗證超重型火箭原位捕獲回收技術,使用發射塔機械臂空中捕獲超重型,完全達到釐米級以內的更高精度回收技術。②星艦首次嘗試併成功在軌點火演示。③星艦順利再入大氣層。前襟翼基本完好無損,成功挑戰襟翼控制的極限。新型隔熱片材料承受住再入高溫檢驗。星艦兩側拆除隔熱片位置稍有燒蝕,但並不嚴重。④星艦S31以分米級以內的高精度軟著陸,為星艦第七飛率先嚐試空中捕獲奠定穩固基石,也為明年第二代星艦高頻次亮相測試飛打下堅實基礎。
第六飛是Plus版第五飛(增強版第五飛)。套用奧運會slogan的說法就是「星艦第六飛追求更好、更準、更強」,將為第一代星艦系統畫上完美句號,為第二代星艦驚豔登場奠定基石。
>End
本文轉載自“三體引力波 ”,原標題《星艦第六飛IFT-6最新預告大全》。
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