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SpaceX炸了一枚火箭,SpaceX成功测试载人版飞船的逃生能力

简介

北京时间2020年1月19日23时30分,SpaceX公司的猎鹰9火箭在肯尼迪航天中心发射升空,随后成功进行了“载人版”龙船在空中的逃逸试验。本次试验的目的是,模拟火箭在飞行过程中出现意外,飞船紧急启动发动机脱离火箭的情形。2019年4月,龙飞船在地面进行静态点火测试时,发生了爆炸事故。SpaceX经过排查找出故障的原因并做了优化后,于2019年11月再次进行了地面静态点火测试,并取得了成功。

北京时间2020年1月19日23时30分,SpaceX公司的猎鹰9火箭在肯尼迪航天中心发射升空,随后成功进行了“载人版”龙船在空中的逃逸试验。

据悉,猎鹰9火箭升空84秒左右,飞行高度19公里,速度大约2.3马赫时,火箭顶部的飞船启动自身的8台逃逸发动机,把飞船推离火箭。

图注:龙飞船脱离火箭瞬间

图注:正如预期的那样,猎鹰9火箭在强大的气动压力下发生爆炸

随后,火箭在强大的气动压力下发生解体爆炸,坠入大西洋中。请继续阅读,后面文章有详细解读。

本次试验的目的是,模拟火箭在飞行过程中出现意外,飞船紧急启动发动机脱离火箭的情形。

图注:龙飞船开启发动机逃逸猎火箭(示意图)

其实,这种测试专业上称为“In-Flight Abort Test”,直接翻译过来是“飞行中的中止测试”,可能不太好懂。还有一种对应的测试称为“Pad Abort Test”,就是“发射台中止测试”,这种测试是在地面上进行的,模拟火箭在地面上发射故障时,飞船紧急逃逸的一种实验。2015年,成功进行过这种类型的测试。

图注:2015年,载人版龙飞船成功进行了地面上的逃逸试验

除以上两种测试方式之外,还有一种检验飞船逃逸发动机的静态点火试验。

2019年4月,龙飞船在地面进行静态点火测试时,发生了爆炸事故。SpaceX经过排查找出故障的原因并做了优化后,于2019年11月再次进行了地面静态点火测试,并取得了成功。

图注:2019年4月,龙飞船在地面进行静态点火测试时,发生了爆炸事故

值得一提的是,本次发射的地点位于佛罗里达卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心,发射工位是著名的LC-39A。该发射工位曾经见证了阿波罗登月飞船和航天飞机的历次重大发射,后来被SpaceX租下来,用于发射火箭。

01、四手火箭不回收 大洋上空自爆炸

本次试验使用的是一枚四手火箭,此前已经执行过三次飞行任务,编号为B1046.4。由于这次发射并不入轨,是一次亚轨道飞行,因此只有一级火箭起作用,二级火箭没有发动机,只是个摆设,但为了模拟真实载人飞行情况,里面还是加注了燃料。

我们知道,SpaceX回收火箭的能力举世无双,但这次测试后,这枚火箭并没有回收,而是在大西洋上空发生爆炸并坠毁。这是为什么呢?需要指出的是,为了模拟最极端的情况,本次测试选择了火箭在“最大气动压力”(max Q)的时候让龙飞船逃逸。龙飞船逃逸后,火箭突然失去了最佳气动外形,在巨大的气动压力下,理论上很难经受住考验,不爆炸才怪。

02、飞船逃逸危险区 溅落大洋安全归

飞船在脱离火箭后,以弹道形式继续飞行,最高点位于地面上空40公里,最终借助降落伞溅落在大西洋中。

图注:降落伞成功打开

我们知道,2019年3月,SpaceX成功进行了载人版龙飞船的飞行试验,并成功与国际空间站对接,然后成功返回地球。2019年4月份,SpaceX利用那艘飞船进行地面静态测试时,发生了爆炸,飞船炸毁,因此,本次使用的是一艘全新的龙飞船。

图注:龙飞船成功溅落大海

SpaceX开发的这种“载人版”龙飞船安装有8台强劲的“超级天龙座”火箭发动机,在火箭飞行异常时,就是这8台发动机迅速点火,把飞船推离到安全区域。超级天龙座发动机采用四氧化二氮和偏二甲肼为推进剂,这些发动机与龙飞船是一个整体,是可以重复使用的。

03、这次测试的意义是什么?

原计划,SpaceX在2019年进行首次载人航天飞行,但4月份的一次爆炸,把整个节奏都打乱了,载人航天计划被迫推迟。

本次成功进行飞行中的逃逸试验,能够全面检验整个系统,为2020年首次载人飞行扫清了道路。

04、美国急切期望恢复载人航天能力

众所周知,美国在1969年就完成了人类首次登月,代表人类踏上了另一颗星球。阿波罗期间,总共完成7次载人登月发射,其中6次成功把12名宇航员送到月球。唯一的阿波罗13号虽然没有成功,但3名宇航员毫发无损返回地球。

1981年,美国又成功发射了第一架航天飞机“哥伦比亚”号,一次就能把7名宇航员送上近地轨道。美国总共建造了5架航天飞机,强大的运输能力为建设国际空间站立下了汗马功劳!但遗憾的是,挑战者号航天飞机和哥伦比亚号航天飞机分别在发射和返回时发生了事故,导致总共14名宇航员罹难,其中的故事想必大家都已非常了解,这里就不多赘述了。

2011年7月21日,随着阿特兰蒂斯号航天飞机在肯尼迪航天中心的降落,整个航天飞机全部停飞,从此,强大的美国失去了载人航天的能力。

今后飞国际空间站咋办呢?这时,昔日的宿敌俄罗斯伸出了橄榄枝,俄罗斯有成熟可靠的载人“联盟”飞船。

当然,这可不是免费的午餐。据说,刚开始的费用是每位宇航员2000多万美元,今天的价格已经暴涨到了8000多万美元。

因此,美国宇航局非常希望包括SpaceX在内的国内私营企业能够挑起大梁,让美国再次获得在本土发射载人飞船的能力。

原文来自:腾讯太空

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