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佛罗里达州布里瓦德县周四早些时候,SpaceX公司的大型星际飞船从德克萨斯州发射,进行了首次全面测试,不久之后,400英尺高的硬件堆栈开始翻滚,直到在墨西哥湾上空发生剧烈爆炸。
整个演示任务——测试新火箭点燃和清除发射台500英尺高的发射塔的能力——是成功的。然而,在发射时,火箭的33个猛禽发动机中有几个未能按计划点火。然后,在飞行大约三分钟后,火箭的星际飞船(Starship)上层和超重型助推器未能分离,随后发生了长达一分钟多的坠落。
一些专家和观众想知道,试飞的爆炸结论是空气动力将飞行器剪开的结果,还是飞行终止系统(FTS)故意炸毁的结果。SpaceX公司后来证实,火箭的解体是由FTS引发的。
飞行终止系统本质上是内置在火箭关键区域的炸药,至少在较新的飞行器上,如果检测到硬件故障,它会自动触发。这是一项安全和许可要求,在火箭偏离轨道时尤为重要。
但周四在德克萨斯州布朗斯维尔附近由spacex运营的Starbase发射的火箭是独一无二的。这不仅是一架全新飞行器的试飞,意味着终止参数略有不同,而且它还从一个全新的区域发射轨道任务——之前的星际飞船试飞以爆炸告终,但没有试图达到高海拔。
例如,从佛罗里达州发射同样量级的火箭可能会有更严格的参数,这意味着火箭不会被允许翻滚那么长时间。
“每个靶场都有所谓的撞击极限线,”美国宇航局前航天飞机发射主任迈克·莱因巴赫告诉《今日美国》网络的《今日佛罗里达》。“这是飞行器可以飞行的理论极限。它们是投影在地图上的边界,如果飞行器超出了这些边界,飞行终止系统就会启动。”
在佛罗里达州,东部山脉——卡纳维拉尔角太空基地和肯尼迪航天中心——由太空部队的德尔塔45号太空发射火箭负责监督,德尔塔45号也部分负责终端系统的认证。在SpaceX位于德克萨斯州的工厂里,没有太空部队的存在,因此联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)发挥着更大的作用。
加州大学伯克利分校空间科学实验室的任务操作主任阿比·特里帕蒂说,触发火箭终端系统的原因有很多:推力损失、计划外加速、某些部件故障、偏离轨道等等。
“我大胆猜测,甚至在FTS启动之前,它就已经没有足够的推力了,因为和其他人一样,我可以看到有几个引擎坏了。因此,在这一点上,一些软件触发也说,'对不起,没有足够的能量再进入太空',然后FTS就开始了,”特里帕蒂说。
与更常见的猎鹰9号从佛罗里达发射相比,在德克萨斯州发射的星际飞船的自毁触发器可能会有所不同。特里帕蒂说,如果星际飞船从肯尼迪航天中心发射,触发器可能会被修改,以适应猎鹰9号等现有系统。
“我认为这些触发器与猎鹰9号(SpaceX的主力火箭)的触发器完全一致……就走廊的狭窄和其他相关的事情而言,”特里帕蒂说。
过去涉及FTS的事故很少,但每次发射都是一个潜在的因素。
最近发生的一起涉及FTS的引人注目的事件实际上是故意的:2020年1月,SpaceX有目的地模拟了猎鹰9号火箭的损失,以测试无人驾驶的载人龙太空舱的逃生系统性能。在模拟的紧急情况下,太空舱成功地探测到异常情况,然后迅速离开下面爆炸的火箭——如果宇航员在舱内,这一举动将挽救他们的生命。
佛罗里达州的另一个因素是人口和发展。2022年11月,美国国家航空航天局(NASA)在39B发射台首次发射“太空发射系统”(Space launch System)火箭时,火箭的飞行终止系统是一个大话题:如果它必须在升空后不久被触发,让碎片像雨点一样落在大西洋上,那该怎么办?
幸运的是,随着阿尔忒弥斯1号任务的成功,这种情况并没有发生,但SLS也是一枚大型火箭。车辆越大,一旦出现问题,造成损害的可能性就越大。
在肯尼迪航天中心,SpaceX公司的下一次发射目标仍然是不早于4月26日星期三晚上:一枚三核猎鹰重型火箭。这枚230英尺高的火箭将与一颗通信卫星在美国东部时间晚上7:30左右从39A发射台起飞,但这次任务不会包括通常在卡纳维拉尔角的侧助推器着陆。
由于卫星的重量和目的地,火箭的核心在升空后也不会被回收。