Starship V3

TL;DR · AI 摘要
SpaceX 发布了 Starship V3,采用 Raptor 3 引擎和全新发射台,通过多项升级提高性能和可靠性,包括减少网格鳍数量、改进燃料传输管设计和增强推进系统。
核心要点
- Starship V3 使用 Raptor 3 引擎,减少网格鳍数量至三个,每个鳍面积增加 50%,并重新定位以支持车辆提升和捕捉操作。
- 燃料传输管完全重新设计,现在大约相当于一个 Falcon 9 第一阶段,使所有 33 个发动机能够同时启动。
- 推进系统进行了彻底重设计,提高了反应控制系统效率,增加了隔离阀和真空夹套覆盖,提升了长时间飞行能力。
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- Starship V3
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Starship V3 使用 Raptor 3 引擎,减少网格鳍数量至三个,每个鳍面积增加 50%,并重新定位以支持车辆提升和捕捉操作。
燃料传输管完全重新设计,现在大约相当于一个 Falcon 9 第一阶段,使所有 33 个发动机能够同时启动。
推进系统进行了彻底重设计,提高了反应控制系统效率,增加了隔离阀和真空夹套覆盖,提升了长时间飞行能力。
SpaceX
URL 源:https://www.spacex.com/updates
发布时间:2026年5月12日星期二 20:57:39 GMT
Markdown 内容: 第三代星舰和超重型火箭,由 Raptor 3 引擎提供动力,并从全新的发射台发射,融合了多年飞行测试和开发的经验。
超重型 V3 助推器进行了多项重大升级。网格翼的数量从四个减少到三个,每个翼现在大了 50%,并且更加坚固。这些翼包括一个新的捕捉点,并在助推器上重新定位以支持车辆提升和捕捉操作。它们还被降低以减少与星舰发动机热级联时的热量暴露。此外,网格翼轴、执行器和固定结构已被移至助推器主燃料罐内,以获得更好的保护。

一个集成的热级联取代了之前的单次使用保护中间级。助推器燃料罐的前穹顶现在在点火时直接暴露于星舰上层级的猛禽引擎下,在级分离期间,内部燃料罐的压力和一层非结构性钢保护它。连接飞船和助推器的中间级执行器在分离后缩回,进一步保护它们免受猛禽喷气的影响。

燃料传输管已完全重新设计,现在大致相当于猎鹰 9 号第一级的大小。这个新设计使所有 33 个引擎能够同时更快地启动,并实现更可靠的方向翻转操作。
尾部热防护系统经过重新设计,推进和电子系统现在紧密集成,协调分配液体、电力和网络到 33 个猛禽引擎。大型单独的引擎罩已被取消,并在内侧 13 个引擎周围的推力矢量控制硬件表面区域增加了屏蔽。随着尾腔和引擎罩的删除,二氧化碳灭火系统也被移除。
最后,助推器从单一快速断开装置改为两个物理分离的连接点。这一变化提供了发射台和车辆连接之间的额外冗余,同时允许支撑机制更小且更简单。
星舰 V3 对其推进系统进行了全新设计。这些更改实现了新的猛禽启动方法,增加了推进剂罐体积,并改进了用于飞行中转向的反应控制系统。推进系统的更新还减少了车辆尾端可能困住推进剂泄漏的封闭体积。

尾部流体和电气系统重新布线,删除了单独的引擎罩和之前需要大量环境控制的大尾部封闭体积。每个襟翼的襟翼作动系统也从两个作动器升级为一个带有三个电机的作动器。这提高了返回发射场操作中的冗余性,同时减少了质量和成本。
星链 PEZ 发射器机制通过新的作动器和逆变器进行了增强,提高了每颗卫星的部署速度。
星舰现在设计为能够进行长时间飞行,具有更高效的反应控制系统、高压气体隔离阀、100% 真空夹套覆盖的头端供料系统、高电压电控低温循环系统以及专门用于管理太空长时间漂浮期间低温推进剂与引擎相互作用的系统。还在车辆的背风侧增加了四个对接降落伞,以实现与其他星舰的对接,并提供船对船推进剂传输的推进剂供料连接。
星舰和超重型 V3 将推出先进的航空电子设备能力,旨在实现高频飞行率、完全可重复使用性和增强可靠性。两辆车的核心系统大约有 60 个定制航空电子设备单元,集成了电池、逆变器和高压电气分配系统,能够在整个车辆上提供约 9 兆瓦的峰值功率,并具备分布式故障隔离功能。升级后的多传感器导航系统旨在实现所有任务阶段和环境条件下的精确自主飞行,具有高冗余性。新的精密无线电频率传感器可以在微重力环境下测量推进剂水平,应该能够为即将到来的空间推进剂转移操作提供准确的推进剂监测。最后,升级后的摄像头将提供大约 50 个视图,由 480 Mbps 的冗余高速低延迟星链实时连接供电,全面覆盖车辆。
猛禽 3 引擎提供了更大的推力,海平面型号现在产生 250 吨力(551,000 磅力),而真空型号则产生 275 吨力(606,000 磅力),分别比之前的 230 吨力(507,000 磅力)和 258 吨力(568,000 磅力)有所增加。

传感器和控制器现在内部集成并由引擎热防护覆盖,消除了星舰和超重型火箭上单独引擎罩的需求。所有引擎变体现在都将配备重新设计的点火系统。
猛禽海平面发动机的质量已从 1,630 公斤减少到 1,525 公斤。通过简化发动机本身、车辆侧组件和支持硬件,整体车辆级质量节省达到了每台发动机约 1 吨。
飞行 12 将标志着首次从星舰基地的发射台 2 发射。用于储存所需物资的推进剂农场已经升级,增加了存储容量并显著增加了泵的数量,从而大大加快了车辆填充速度以准备发射。

在发射塔上,夹爪现在更短,允许更快的动作,以便更好地跟踪捕捉操作中的车辆。它们的主要执行器已从液压改为机电,以提高速度、冗余性和可靠性。装载推进剂到星舰上层阶段的快速断开臂已被加强、重新包装,并且在发射时旋转得离火箭更远。

发射架结构和固定装置已完全重新设计,以大幅改善负载分配、抛回可靠性和飞行过程中对车辆的保护。在发射架内部,新的双向火焰偏转器和顶甲板火焰偏转器旨在消除发射后这些表面的烧蚀和翻新需求。超级重型推进剂装载的快速断开装置已移到发射架的另一侧,并分为独立的甲烷和氧气机制。助推器流体填充的各种排气阀、隔离阀和滤清器已重新安置到发射架侧面的一个加固掩体内,旨在大大缩短到火箭的距离,同时将氧气和甲烷系统隔离在不同的房间内以确保安全。
这些新元素共同设计旨在实现星舰能力的飞跃,并旨在解锁其核心功能,包括全面快速重复使用、轨道推进剂转移、部署星链卫星和轨道数据中心以及将人员和货物送往月球和火星的能力。
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SpaceX 收购了 xAI,形成了地球上(以及地球外)最雄心勃勃、垂直整合的创新引擎,涵盖人工智能、火箭、基于太空的互联网、直接到移动设备通信以及全球实时信息和言论自由平台。这不仅标志着下一章节的到来,更是 SpaceX 和 xAI 的使命中的一本新书:扩展到制造一个有感知力的太阳来理解宇宙并将意识之光延伸到恒星!
目前的人工智能进展依赖于大型地面数据中心,这些数据中心需要大量的电力和冷却。全球对人工智能的电力需求即使在短期内也无法仅靠地面解决方案满足,否则会对社区和环境造成负担。
从长远来看,基于太空的人工智能显然是唯一可扩展的方式。即使利用我们太阳能量的百万分之一,也需要超过一百万倍于我们文明目前使用的能源!
因此,唯一的逻辑解决方案是将这些资源密集型的努力转移到一个拥有巨大能源和空间的地方。毕竟,太空之所以被称为“太空”,是有原因的。😂
通过直接利用几乎恒定的太阳能,这些卫星将几乎没有运营或维护成本,从而彻底改变我们扩展计算能力的能力。太空总是阳光明媚!发射由一百万个作为轨道数据中心运行的卫星组成的星座是迈向卡达舍夫 II 型文明的第一步,这种文明能够利用太阳的全部力量,同时支持数十亿人今天使用的 AI 驱动应用程序,并确保人类的多行星未来。
轨道数据中心

在航天史中,从未有过一种能够发射数万吨质量的航天器,而这些质量是基于太空的数据中心或月球上的永久基地以及火星上的城市所需要的。即使在 2025 年,历史上轨道发射数量最多的一年,也只有大约 3000 吨的有效载荷被送入轨道,主要由我们的猎鹰火箭携带星链卫星。
发射数千颗卫星进入轨道的需求成为猎鹰计划的驱动力,推动了递归改进,以达到前所未有的飞行率,使基于太空的互联网成为现实。今年,星舰将开始向轨道运送功能更强大的 V3 星链卫星,每次发射比当前猎鹰火箭发射的 V2 星链卫星增加超过 20 倍的容量。星舰还将发射下一代直接到移动卫星,这些卫星将在地球上任何地方提供完整的蜂窝覆盖。
虽然发射这些卫星的需求将成为类似驱动力,推动星舰改进和发射频率,但基于太空的数据中心所需的卫星数量将把星舰推向更高的高度。每小时一次的发射,每次飞行运载 200 吨,星舰每年将向轨道及更远的地方运送数百万吨,开启一个令人兴奋的未来,在这个未来中,人类将走出地球探索群星。
基本的数学计算表明,每年发射一百万吨卫星,每吨卫星产生 100 千瓦的计算能力,将每年增加 100 吉瓦的人工智能计算能力,无需持续的操作或维护需求。最终,从地球上每年发射 1 太瓦是可行的。
我的估计是,在未来 2 到 3 年内,生成人工智能计算的最低成本方式将在太空中实现。仅这一成本效益就将使创新公司能够以前所未有的速度和规模训练其人工智能模型并处理数据,从而加速我们对物理的理解以及发明造福人类的技术。
这个新的卫星星座将建立在经过验证的空间可持续性设计和运营策略之上,包括 SpaceX 现有宽带卫星系统成功的寿命终止处置策略。
虽然从地球发射人工智能卫星是目前的重点,但星舰的能力也将使其他星球上的操作成为可能。得益于像太空推进剂转移这样的进步,星舰将有能力在月球上着陆大量货物。一旦到达那里,就可以建立一个永久性的存在,用于科学和制造活动。月球上的工厂可以利用月球资源制造卫星,并进一步部署到太空。通过使用电磁质量驱动器和月球制造,每年可以将 500 到 1000 太瓦的人工智能卫星送入深空,这将有意义地提升卡达舍夫等级,并利用太阳能量的非微不足道的比例。
通过使基于空间的数据中心成为现实而解锁的能力将资助和推动月球上的自我生长基地、火星上的整个文明,最终扩展到宇宙。
感谢你为意识光锥所做的一切,以及你将继续为之所做的努力。
向星辰前进!
埃隆
人类正处于一个转折点。在我们存在的历史上,首次拥有了手段、技术和暂时的决心,在地球之外建立永久的人类存在。【星舰】旨在使这一未来成为现实,并且是唯一能够携带无与伦比数量的探险者及其在月球和其他行星表面建立第一个前哨所需的构建模块的交通工具。因此,它被选中来完成在超过 50 年后首次将宇航员送上月球的关键任务。它将是实现 NASA 阿尔忒弥斯计划愿景的核心推动者,该计划寻求在月球表面建立持久的存在,而不仅仅是旗帜和足迹,并最终为人类首次登陆火星铺平道路。
准备降落

凭借星舰的规模和技术突破,SpaceX 正以史无前例的速度推进。由于其巨大的尺寸和在太空补充推进剂的能力,星舰提供了无与伦比的能力来探索月球。单艘星舰的加压可居住体积超过 600 立方米,大约相当于整个国际空间站加压体积的三分之二,并配有可扩展的大规模探险者舱室和双表面探索气闸。相比之下:每艘星舰的两个气闸都有约 13 立方米的可居住体积,比阿波罗登月舱的空间多了一倍以上。星舰着陆器的货运变体将能够在月球表面直接着陆高达 100 吨的有效载荷,包括未加压的漫游车、加压的漫游车、核反应堆和月球栖息地。
为了将美国人带回月球,SpaceX 将星舰的发展分为两条路径:核心星舰系统的开发和支持基础设施,包括生产设施、测试设施和发射场——这些由 SpaceX 自筹资金,代表了系统成本的超过 90%——以及针对 HLS 的星舰配置开发,利用和修改核心车辆能力以支持 NASA 在月球上着陆机组人员并将其带回的要求。SpaceX 正在与 NASA 签订固定价格合同,确保只有在成功完成进度里程碑后才会支付款项,美国纳税人也不会承担 SpaceX 成本增加的责任。SpaceX 在开发过程的每个阶段都为 NASA 提供了重要的见解,包括访问未在 HLS 合同下资助的任务的飞行数据。
这两条路径都是必要的,并且是由 SpaceX 的重大自投资实现的,以实现高频率生产、发射和测试星舰,用于前往月球及其他目的的任务。星舰将在任何其他国家之前将美国带回月球,并通过完全和快速的可重复使用性、成本效益和超过 100 吨的有效载荷能力实现可持续的月球操作。
路径 1:核心星舰系统

自2023年4月的星舰飞行1号以来,SpaceX通过积极的飞行测试计划迅速推进了车辆开发。与以往的车辆开发一样,SpaceX在整个过程中最大限度地进行了真实世界测试,以快速且安全地展示能力、识别改进领域并验证解决方案。这一计划迅速成熟了核心星舰,并取得了多项壮举,包括多次成功发射世界上最强劲的火箭;该火箭的发射、返回、回收和重复使用,解锁了月球任务所需的高发射频率节奏;在太空中完成约五公吨低温推进剂的转移,这是首次此类操作,为未来的全规模推进剂转移提供了关键数据;成功在轨点火猛禽发动机,这些发动机对于将星舰送往月球的操作至关重要;以及多次通过地球大气层的受控再入。
迄今为止,SpaceX已经生产了超过三十四艘星舰和六百台猛禽火箭发动机,猛禽2发动机累计运行时间超过226,000秒,下一代猛禽3发动机累计运行时间超过40,000秒。共有11次仅星舰的飞行测试和11次星舰与超重型助推器的集成飞行测试。同时,SpaceX正在得克萨斯州、佛罗里达州和加利福尼亚州建造新的星舰发射、生产和测试设施,并继续扩展。这项数十亿美元的私人投资创造了超过五十万平方英尺的制造和集成空间,五个分布在德克萨斯州和佛罗里达州的发射台,以及多个猛禽测试台,所有这些都旨在将星舰的发射频率提升到超越SpaceX猎鹰系列所定义的新高度。
轨道2:着陆器







与核心星舰车辆的开发并行,SpaceX的HLS团队完成了49个与开发子系统、基础设施和操作相关的里程碑,这些操作需要将宇航员送上月球。SpaceX只在成功完成合同规定的里程碑后才收到资金,其中绝大多数都是按时或提前完成的。已完成的里程碑亮点包括:
- 月球环境控制与生命支持及热控系统的演示,使用一个满尺寸的多人居住舱模块来测试向舱内注入氧气和氮气的能力,并精确管理空气分配和卫生,以及湿度和温度控制。该测试系列还测量了舱内的声学环境。
- 对接适配器资格认证,验证将连接星舰和猎户座的空间对接系统,这是一种性别中立的SpaceX对接系统,能够作为主动系统或被动系统运行,并基于经过飞行验证的龙飞船2号主动对接系统。
- 全尺寸着陆腿投放测试,在模拟月球土壤上以飞行能量投放,以验证系统性能并研究脚与土壤的相互作用。
- [猛禽月球着陆节流测试](https://x.com/SpaceX/status/1702382407004070183/video/1),演示了一个典型的推力曲线,使星舰能够在月球表面安全着陆。
- 微流星体和轨道碎片对防护罩、绝缘层和窗面板的测试,分析不同的材料堆叠,用于保护星舰免受撞击危害和恶劣热条件的影响。
- 着陆软件、传感器和雷达演示,测试导航和传感硬件和软件,这些硬件和软件将用于星舰定位并安全降落在月球上的精确着陆点。
- 软件架构审查,定义主要车辆控制过程的结构图,它们将在哪些物理计算机上运行,以及关键系统(如故障检测、警告警报和命令与遥测控制)的软件功能。
- [猛禽冷启动演示](https://x.com/SpaceX/status/1702382139331977713/video/1),使用预先冷却的海平面优化和真空优化的猛禽发动机,在启动前模拟长时间太空飞行后的热条件。
- 综合月球任务操作计划审查,涵盖SpaceX和NASA如何开展联合操作,制定飞行规则和机组人员程序,以及高层次的任务操作计划。
- 仓库电源模块演示,测试计划用于星舰燃料库变种的原型电力生成和分配系统。
- 地面段和射频(RF)通信演示,测试飞行等效地面站与飞行等效车辆RF系统之间的射频通信发送和接收能力。
- [电梯和气闸演示](https://www.nasa.gov/directorates/esdmd/artemis-campaign-development-division/human-landing-system-program/nasa-astronauts-practice-next-giant-leap-for-artemis/),与Axiom合作进行,利用飞行代表性的加压舱外活动服,练习完整的机组电梯操作,该电梯将用于在星舰和月球表面之间转移机组人员和货物。
- 医疗系统演示,涵盖星舰上的乘员医疗系统和地面与机组人员之间的远程医疗能力。
- 硬件在环测试台激活,用于推进剂传输飞行测试,使用具有飞行代表性的硬件测试台运行即将到来的推进剂传输飞行测试的模拟。
下一步

尽管SpaceX剩余的大多数HLS合同里程碑都与飞行测试相关,例如船对船推进剂传输演示,SpaceX已经开始制造一个包含功能性航空电子设备和动力系统、乘员系统和机制、环境控制和生命支持系统、客舱和乘员通信系统以及客舱热控系统的飞行级HLS客舱。这个飞行级客舱将使工程师能够展示各种系统的设计成熟度,这些系统需要支持人类在月球上的登陆,实现集成系统级硬件测试,并为未来的月球探险者提供高度真实的训练体验。

接下来与HLS直接相关的重大飞行里程碑将是长期飞行测试和在轨推进剂传输飞行测试。具体时间将取决于即将推出的展示新Starship V3架构的飞行测试的进展,但这两个测试的目标都是在2026年进行。在轨补给使星舰能够完成Artemis月球任务架构,并将多达100吨直接运送到月球表面,提供携带漫游车、栖息地和其他建立永久、可持续月球存在所需的载荷的能力。
这将从一艘从星基地发射的星舰开始,它将在轨道上停留一段时间,收集关于车辆推进和热行为的数据,包括长时间推进剂储存和沸腾损失特征。然后第二艘星舰将发射并与第一艘会合,以演示地球轨道中的船对船推进剂传输。
星舰 V3 车辆配备了对接端口,并可以通过增加对接探测器来配置为油罐车。星舰还有一个连接点,用于在发射前装载推进剂,该连接点已更新以支持轨道上的推进剂转移。为了实现交会对接,星舰将配备 DragonEye 导航传感器,这些传感器在 SpaceX 的龙飞船多次对接国际空间站期间积累了丰富的飞行经验。这些传感器已经单独进行了测试,以表征其在星舰上的性能。SpaceX 还在最近的每次星舰试飞中飞行了实验性的推进剂测量传感器,这些传感器使用无线电频率测量在微重力环境下精确测量推进剂水平。
持久的回归

NASA 在 2021 年选定了星舰作为阿尔忒弥斯 III 任务的着陆器,首次将人类送回月球,自阿波罗时代以来首次重返月球。**这一选择是通过公平公开的竞争做出的**,确定 SpaceX 使用星舰的投标在技术和管理方面评分最高,同时成本也低得多。随后,星舰又被选为阿尔忒弥斯 IV 任务的着陆器,从初步演示转向奠定基础,确保人类重返月球成为永久性的事情。
星舰继续同时成为最快地将人类带回月球表面的途径,并且是阿尔忒弥斯计划在月球表面建立永久可持续存在目标的核心推动者。SpaceX 与 NASA 一样,致力于尽快重返月球,以同样的敏捷性和承诺恢复美国的人类航天能力。
自从合同授予以来,我们一直积极响应 NASA 对阿尔忒弥斯 III 的需求变化,并分享了简化任务的想法,以符合国家优先事项。响应最新的呼吁,我们已经分享并正式评估了一种简化的任务架构和操作概念,我们认为这将加快重返月球的速度,同时提高乘员安全。
NASA 的阿尔忒弥斯计划诞生于一个远见卓识的目标:真正探索月球并在火星上留下第一脚印。不是重复阿波罗的成就——也不是另一个短命的探索倡议——而是成为在另一个星球上建立可持续存在的机会。SpaceX 成立的目的是让生命多行星化,星舰从一开始就设计用于探索其他世界。与 NASA 一起,我们期待着在恒星间放置第一个永久立足点时激励全人类。
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2025 年 3 月,Fram2 任务的宇航员 [在前往他们自己的火箭发射途中观看了猎鹰 9 号火箭的发射。](https://x.com/satofishi/status/1906800947730567271) 这一刻预示了发射的未来,就像今天的飞机起飞一样。
SpaceX 成立于 2002 年,旨在扩展外层空间的访问。不仅限于政府或传统用户,还包括全球的新进入者。如今,我们作为世界上领先的发射服务提供商,正在以前所未有的速度进行发射。我们安全可靠地发射宇航员、卫星和其他有效载荷,执行造福地球生命的任务,并为我们的最终目标做准备:让生命多行星化。
为了实现这一目标,SpaceX 和美国政府的合作伙伴一直在改造任何发射供应商所需的传统能力。不断挑战现状将使美国供应商能够在不牺牲安全的情况下以前所未有的速度进行发射,同时做好环境保护工作,确保美国处于太空探索的前沿。
类似机场的操作

_SpaceX 的猎鹰火箭预计将在 2025 年从佛罗里达州单独发射超过 100 次,而其他发射运营商则继续进行正常运营_
未来的发射场需要像机场一样全面运作。这意味着每天从多个供应商处进行多次发射,能够随时准备支持各种车辆和任务。SpaceX 致力于与联邦监管机构、联邦范围和行业伙伴合作,实现这一愿景,包括在爆炸和声学科学、物理基础设施以及促进动态、安全和高频率航天港的操作技术和现代工具方面进行大量投资。
在卡纳维拉尔角的努力已经证明,通过真正的合作,可以实现我国发射次数的大幅增长。通过与 NASA、FAA 和美国太空部队等合作伙伴的紧密合作,我们的猎鹰系列火箭平均每两天就有一枚火箭升空并着陆——这一频率曾被认为使得其他发射商无法使用同一发射场。猎鹰系列火箭预计将在 2025 年从佛罗里达州单独发射超过 100 次,而其他发射运营商则继续进行正常的运营。SpaceX 经常直接与其他发射商协调,以确保操作不会冲突。在某些情况下,我们甚至会推迟自己的发射,以便其他提供商有更多时间进行飞行,就像飞机在跑道上等待起飞一样。
SpaceX 已经在基础设施升级方面进行了大量投资,以实现高频次发射。通过猎鹰系列火箭,我们开发了新的工具来监控发射范围和天气,协调车辆之间的通信频率,并建立了储存氮气和氦气等商品的系统,以确保我们的高频率发射不会阻碍佛罗里达州其他运营商沿现有供应线进行发射。
对于需要更大推进剂需求的星舰,我们正在通过建造空气分离装置和甲烷液化设施,直接在或靠近星舰发射地点生成自己的推进剂。这将确保星舰的发射不会影响其他发射运营商对推进剂等商品的可用性。我们还与 NASA、美国太空部队、佛罗里达航天局和佛罗里达州交通部合作,改进核心“通用”基础设施,包括电力生产和传输、污水处理和道路建设。
随着每个发射场地在电力、数据、商品和运输方面的必要投资增加,我们相信发射行业有能力提供创新解决方案,以确保公众安全,并在显著更高的发射次数下实现更好的发射协调。
准备发射

_在火箭发射和测试周围建立清场区域,以保护公众和基础设施_
为了公众安全,在某些与发射相关的活动中,需要临时关闭发射台周围的区域。SpaceX 已经根据实际测试和现实世界的数据,尽最大努力安全地减少清场时间和距离,并不断努力简化复杂的发射过程。
随着项目的进展和能力的验证,这些清场区域可以在不影响安全标准的情况下大幅减少。例如,随着猎鹰火箭在其整个生命周期中展示了可靠性,其相关的清场区域已经大幅缩小。随着时间的推移,清场区域的缩小不仅限于发射台周围的区域,还包括计划飞行轨迹沿线的空中和海上空间,如今猎鹰 9 号对大多数飞行轨迹的空中交通几乎没有影响。星舰的清场时间也将很低,因为该车辆及其相关地面系统的设计能够在不到一小时内完成推进剂装载。

_猎鹰 9 号 Orbcomm-2 发射(左)和猎鹰重型 GOES-U 发射(右)之间的危险区域减少。尽管车辆尺寸增加且带回了一个额外的助推器,但区域仍然减小_
随着像星舰这样的新车辆上线,具备完全和快速重复使用的功能,使用先进的推进剂,并从美国有限的发射地点中日益繁忙的空间港起飞,安全决策,如清场区域的大小和位置,必须基于最新的数据做出。
SpaceX 在与 NASA 的紧密技术合作下,对 LOX/甲烷火箭进行了广泛的测试,以帮助精炼爆炸危险区域,使其与新型发射系统的物理特性相匹配。历史上,大多数美国火箭使用的是氢气或 RP-1/LOX 推进剂。许多新上线的火箭,包括星舰,都使用液氧和甲烷作为燃料。因此,政府当局依赖于高度保守的方法来确定爆炸危险区域,因为他们缺乏精确、准确的清场区域数据。由于缺乏数据,LOX/甲烷火箭的清场区域默认为非常大的区域,可能会干扰操作。
_在 SpaceX 的麦格雷戈设施进行的甲烷-氧气(MOX)完整撞击测试的高速视频_
为了解决这一数据缺口,SpaceX 在与 NASA 的密切合作下,并在 FAA 和太空部队等其他美国政府利益相关者的参与下,进行了多年的研究,评估 LOX/甲烷火箭的能量释放。这项研究包括我们在德克萨斯州麦格雷戈火箭研发设施进行全面的测试,并补充了 SpaceX 使用星舰进行实验飞行活动期间收集的实际数据,包括最近的地面测试失败。凭借这些数据,SpaceX 能够建立一个科学上稳健、基于物理原理的能量释放计算方法,这将有助于填补关于 LOX/甲烷火箭的科学知识空白。
为了将星舰发射引入佛罗里达州,SpaceX 提出了各种星舰车辆配置和操作的清场区域。这些提议的清场区域使用了实际测试数据来计算总爆炸当量,并包括了一个保守的安全系数,以帮助设计更精确、更安全的清场区域。

_佛罗里达州星舰发射场地的建议清场区域,基于多年研究测试液氧/甲烷火箭爆炸当量的数据设计(注:桌面端新标签页打开可获得更高分辨率)_
虽然大部分分析都是针对星舰及其各种操作的具体情况,SpaceX 还是将多年来测试收集的数据提供给政府,以帮助未来由液氧和液氢推进的发射系统做出决策。通过直接与政府合作伙伴分享这些解决方案,包括联邦航空管理局 (FAA)、国防部和 NASA,我们希望推动整个火箭安全社区向前发展,提出基于数据和科学分析的解决方案,而不仅仅是识别问题或挑战。
有了这些新的数据和评估液氧/甲烷火箭爆炸危险区域的方法,SpaceX 相信星舰的操作不会干扰肯尼迪航天中心或卡纳维拉尔角太空部队基地 (CCSFS) 的其他发射运营商,正如上面的地图所示。建议的清场距离对任何其他运营发射场或 CCSFS 的南北交通没有任何影响。SpaceX 希望基于科学和数据,与业内同行就航天港运营展开开放、诚实和合理的讨论。
最终,增加发射频率和发射能力并不是零和游戏。SpaceX 和联邦范围运营商已经通过猎鹰火箭证明了这一点,猎鹰火箭展示了范围可以容纳高频率的发射率,包括连续几天每天多次发射。通过适当的规划、协调、冲突消除以及基于数据的现代化安全程序,美国的航天港可以在持续的基础上容纳来自多家供应商的多次飞行。所有供应商和政府伙伴之间的协调是将火箭发射转变为类似机场操作的主要推动力。
做好邻居

_佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队基地的 37 号发射台未来星舰发射台的渲染图_
目前,美国只有非常少数的可行轨道发射场,而只有卡纳维拉尔角地区提供了进入低倾角到中倾角轨道以及地球静止轨道的通道,这对于许多商业、国家安全和科学卫星来说是必需的。
SpaceX 目前在卡纳维拉尔角太空部队基地、NASA 肯尼迪航天中心和范登堡太空部队基地拥有发射台和火箭处理设施,同时在得克萨斯州南部的星舰基地设有生产和测试设施。短期内,我们计划在佛罗里达州为星舰建造更多的发射台。
共享航天港意味着要成为其他发射提供商和更广泛社区的好邻居。SpaceX 目前每周从佛罗里达州多次发射猎鹰火箭,对捕鱼、航运或航空几乎没有负面影响,这得益于我们与联邦航空管理局 (FAA)、美国海岸警卫队和美国太空部队等政府合作伙伴的密切合作和积极努力。SpaceX 不断与 FAA 合作,了解如何最有效地将发射和再入操作整合到国家空域系统 (NAS) 中。由于这些努力,在 SpaceX 火箭发射期间,围绕太空海岸的许多关键航空路线仍然保持开放,局部空域关闭时间最短仅为发射后三分钟。
SpaceX 和 FAA 正在将同样的经过验证的方法应用于星舰。在星舰基地的第 10 次飞行中,FAA 在 10 分钟内重新开放了所有受影响的空域,部分区域在 7 分钟内重新开放,没有对空中交通造成有意义的中断,这是有效前期协调的结果。我们相信这种合作关系将继续高效地将这些操作整合到国家空域系统 (NAS) 中。正如我们在猎鹰操作中所展示的那样,随着飞行经验和历史的积累,飞行器的飞机危害区域 (AHAs) 将显著缩小。例如,自 2022 年以来,我们已将猎鹰 9 号用于星链任务的危害区域减少了约 66%。最近发布的 39A 发射复合体环境影响声明 (EIS) 中公布的危害区域和相关描述极其保守,旨在涵盖一系列最坏情况的综合结果,而不是任何单一的实际操作。SpaceX 完全预计实际实施的危害区域将在地理范围上小得多,并且持续时间也更短,这得到了我们在星舰基地建立的强大飞行数据和经验的支持。
造福所有人

_进入太空对于美国国家安全、科学领导地位、国家探索目标(包括 NASA 的阿尔忒弥斯计划)以及经济增长至关重要_
目前,对进入太空的需求达到了前所未有的高度。长期以来,国家政策认为一个强大且健康的商业航天部门——拥有各种美国政府和商业客户——对于确保持续的太空访问至关重要。最近的行政行动重申了这一国家政策,并呼吁采取直接措施,以支持更多的从美国航天港发射,从而增强我们的国家安全、NASA 的探索任务以及经济。
星舰是维持这一国家政策并实现关键国家优先事项(例如通过阿尔忒弥斯计划让美国宇航员重返月球)的重要组成部分。我们并不是唯一一个依赖于从佛罗里达海岸等地点快速发射能力的供应商。这些国家目标只有通过推进整个航天行业的快速可靠飞行能力才能实现,理想情况下是从多个地点发射,以增加对天气等不可控变量的抗性。
历史上首次,多个方面正在共同努力打破传统上认为可能的火箭发射模式。努力从缓慢且笨拙的人类和有效载荷发射操作转变为更接近每年数亿人体验的全球机场动态未来。SpaceX 和无数其他公司相信,如果人类能够从根本上提高其进入太空的能力,那么无限的机会和切实的好处将触手可及。这就是为什么我们致力于不断突破发射的界限,始终专注于安全和可靠性。
SpaceX 已与 Echostar 达成购买协议,在美国获得 50 MHz 的专属 S 波段频谱以及全球移动卫星服务(MSS)频谱许可证。此协议将使我们能够开发和部署下一代 Starlink **直连蜂窝网络** 卫星星座,该星座将能够为全球手机提供宽带服务。
2024 年 1 月,SpaceX 开始部署具备直连蜂窝网络功能的 Starlink 卫星,以消除移动盲区。当时,超过 20% 的美国陆地面积和 90% 的地球仍未被地面服务覆盖。
在 2024 年发射首批直连蜂窝网络卫星几天后,Starlink 团队就使用未修改的手机 **发送短信**。到春季,我们已经 **演示了视频通话功能**。一年半之后,随着超过 600 颗直连蜂窝网络卫星进入轨道,**第一代直连蜂窝网络星座成功部署**,并在五大洲运行。如今,Starlink 直连蜂窝网络已成为地球上最大的 4G 覆盖提供商,连接了超过六百万用户并不断增加。
直连蜂窝网络星座通过 Starlink 激光网状结构连接到更广泛的 Starlink 星座(由超过 8,000 颗卫星组成),这使得全球任何地方都能实现覆盖。直连蜂窝网络卫星在距离地球表面 360 公里的高度运行,比其他任何星座都要低,以便优化手机与卫星之间的链路。构建具有独特再生架构的星座涉及设计、制造、发射和运营空间中的蜂窝塔,包括系统 eNodeB 负载、相控阵天线和核心网络的开发,这使得网络集成类似于标准漫游合作伙伴。该服务无需硬件、固件或特殊应用程序的更改,只要能看到天空的地方,现有的 LTE 手机都可以使用。
同时,Starlink 团队一直在与领先的设备制造商和应用程序开发商合作,以增强通过卫星网络提供的服务。除了基本和多媒体消息传递外,Starlink 直连蜂窝网络的客户现在还可以访问一系列应用程序,从社交媒体和消息平台(如 X 和 WhatsApp)到导航和户外必备工具(如 Google 地图和 AccuWeather)。Starlink 直连蜂窝网络还正在启用偏远地区的物联网连接。
这些能力是在与移动网络运营商的合作中开发的,包括美国的 T-Mobile、澳大利亚的 Optus 和 Telstra、加拿大的 Rogers、新西兰的 One New Zealand、日本的 KDDI、瑞士的 Salt、智利和秘鲁的 Entel 以及乌克兰的 Kyivstar(以及其他尚未宣布的合作),以连接世界上从未有过蜂窝连接的地方,甚至在紧急情况下当地面系统受到影响时也是如此。
在美国经历飓风、严重洪水和野火之后,Starlink 直连蜂窝网络提供了救命的连接。仅在这几次事件中,就有超过 150 万人能够在地面网络中断的情况下通过直连蜂窝网络服务进行通信,发送和接收了数百万条短信,并成功交付了数百条原本无法收到的无线紧急警报。
此外,在地面蜂窝网络覆盖范围之外的人们现在也能够获得紧急服务的帮助,而此前他们无法做到这一点。在新西兰,一名女子在一个蜂窝盲区发现了一起车祸,并通过星链直连蜂窝技术向她的伴侣发送了事故地点的短信,急救人员在收到短信后几分钟内就到达了现场。
尽管我们在帮助终结移动盲区方面取得了进展,但我们的工作才刚刚开始。全球超过50%的土地仍未被地面服务覆盖。为此,随着我们开发和部署下一代直连蜂窝卫星星座,我们将继续与全球移动网络运营商合作,致力于为尽可能多的客户提供无处不在的覆盖。
根据与Echostar达成的协议,SpaceX将购买Echostar在美国的50MHz S波段频谱(即AWS-4和PCS-H频段)以及其全球MSS频谱许可证。独家访问这些频谱,结合优化的5G协议,专为卫星连接设计,将使星链直连蜂窝的性能实现飞跃。下一代星链直连蜂窝卫星将充分利用这些频谱。由SpaceX定制设计的硅芯片和相控阵天线驱动,这些卫星将支持数千个空间波束和更高的带宽能力,使其吞吐量能力比第一代卫星高出约20倍。凭借世界上最先进的相控阵列、更宽的带宽操作以及优化的5G协议,该系统将整体容量提高超过100倍,与第一代星链直连蜂窝系统相比。在大多数环境中,这将实现与当前地面LTE服务相当的全5G蜂窝连接体验,这将与移动网络运营商合作,用于增强高容量地面5G网络。
结合新的尖端卫星技术、独家频谱以及星舰前所未有的单次发射低地球轨道有效载荷能力,星链直连蜂窝的下一代服务将为标准且未修改的手机和物联网设备提供无与伦比的性能——帮助填补覆盖空白并最终在全球范围内消除移动盲区。
第九次飞行
2025年5月27日,星舰第九次试飞测试于下午6点36分从得克萨斯州星基地成功升空。此次试飞以首枚重复使用的超重型助推器启动并顺利完成全程上升燃烧,33台猛禽发动机全部运行,随后在热级分离过程中与星舰上层级分离。在分离期间,超重型助推器进行了首次确定性翻转,随后执行了助推返航燃烧。
完成助推返航燃烧后,超重型助推器在返回地球的过程中以比以往飞行更高的攻角飞行,达到了约17度的峰值。这一轨迹是一次飞行实验,旨在收集助推器性能极限的数据。当助推器到达预定溅落区域时,它重新点燃了计划中的13台发动机中的12台,准备着陆燃烧。燃烧开始后不久,在车辆尾部附近观察到一次剧烈事件,随后失去了遥测数据。助推器在飞行大约382秒、高度约为1公里时最后一次传回数据。
着陆燃烧失败的最可能原因是助推器结构承受的力高于预期,特别是在增加攻角实验的情况下,燃料传输管受到了更大的力。事后分析表明,车辆负载超过了传输管的能力,导致其发生结构失效,从而混合了甲烷和液氧并引发点火。对于后续使用此版本超重型助推器的飞行测试,助推器下降时的攻角将降低,以减少气动载荷并尽量避免结构失效的可能性。
SpaceX与一家经验丰富的全球响应提供商合作,回收因星舰试飞操作而在南德克萨斯州和/或墨西哥出现的任何残骸。在对助推器预计的残骸场进行调查时,没有发现任何漂浮或死亡的海洋生物,这表明助推器残骸并未对附近的动物造成伤害。
在成功完成级分离后,星舰上层级点燃了六台猛禽发动机,并沿预期轨迹飞行。在燃烧大约三分钟后,鼻锥内的传感器检测到了甲烷水平的稳定上升。直到燃烧大约五分钟时,主燃料罐的压力开始迅速下降,同时鼻锥内的压力同步上升。星舰系统能够补偿主燃料罐压力下降的情况,并完成了上升燃烧,达到了计划的速度和二级发动机关机(SECO)。
发动机关闭后,由于鼻锥压力升高以及计划中的鼻锥排气,导致姿态误差显著增加,直到车辆自动故障系统禁用鼻锥排气。姿态误差导致飞船自动跳过了载荷部署目标,由于较高的鼻锥压力对负责打开载荷舱门的机制施加了不利载荷,因此也无法完成载荷部署。
该航天器能够逐渐利用反应控制推进器减少姿态误差,直到按照计划重新启用鼻锥排气。大约在鼻锥排气重新启用后40秒,机载摄像头显示液态甲烷进入鼻锥,多个传感器和控制器的温度开始下降。最终触发了航天器的自动钝化指令,导致星舰跳过了太空中的点火,并将所有剩余推进剂排放到太空中。
星舰以非正常姿态再入地球大气层,并在进入过程中与地面失去了联系。飞行测试期间,星舰最后一次遥测数据是在大约飞行46分钟后收到的,当时航天器的高度约为59公里,位于印度洋上空指定的再入区域。没有发生自主飞行安全系统任务规则违规或启动飞行终止系统的事件。
SpaceX 领导了调查工作,得到了联邦航空管理局的监督以及来自 NASA、国家运输安全委员会和美国太空部队的参与。
最可能的根本原因是主燃料罐增压系统扩散器的故障。车内的摄像头显示了位于主燃料罐前穹顶内鼻锥体积中的燃料扩散器罐体上的可见故障。尽管在飞行前分析中并未预测到故障,但 SpaceX 的工程师们在得克萨斯州麦格雷戈工厂的测试中使用飞行条件成功再现了故障。
为了应对即将到来的飞行中的这一问题,燃料扩散器已被重新设计,以便更好地将加压气体导入主燃料罐,并大幅降低扩散器结构的应力。新的设计经过了更为严格的资格认证测试,在承受飞行类似应力的情况下运行了超过预期使用寿命的十倍以上,且未出现任何损坏。
船36
6月18日星期三晚上大约11点CT,正在准备第十次飞行测试的星舰(船36)在星基地的一个试验台上发生了异常情况。当该航天器正在进行六台发动机静态点火的低温推进剂装载时,突然发生了一起高能事件,导致星舰完全损毁并破坏了试验台周围的区域。
就像任何测试或发射之前一样,试验场地周围设置了安全区,并且所有危险都保持在安全区内。没有报告人员受伤或安全违规的情况。
最可能的根本原因被认为是星舰有效载荷舱部分复合材料缠绕压力容器(COPV)的不可检测或未充分筛选的损伤,该容器失效并导致车辆结构失效,随后引发推进剂混合和点火。有效载荷舱中的COPV用于储存用于星舰环境控制系统的气态氮。
为了解决这个问题,未来飞行中的COPV将在较低的压力下运行,并在装载反应性推进剂之前增加额外的检查和证明测试。SpaceX 还更新了其COPV接受标准,并开发了一种新的无损评估方法来检测内部COPV损伤。在集成过程中还增加了新的外部覆盖物,增加了额外的保护层,并提供了潜在损伤的视觉指示。
通过飞行和地面测试所获得的每一个经验教训,都直接融入到了下一代星舰和超重型火箭的设计中。目前这一代还有两次飞行,每次都有旨在扩展车辆能力范围的测试目标,以便我们逐步实现完全快速可重复使用的可靠火箭。
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6月18日星期三晚上大约11点CT,正在准备第十次飞行测试的星舰在星基地的试验台上发生了异常情况。
本周早些时候完成了一次单引擎静态点火后,该航天器正在进行六台发动机静态点火的低温推进剂装载时,突然发生了一起高能事件,导致星舰完全损毁并破坏了试验台周围的区域。爆炸引发了试验场的几处火灾,目前该区域已无人接近,并将在确定安全后进行评估。在安全操作继续进行期间,不应尝试接近该区域。
就像任何测试之前一样,试验场地周围建立了安全区,并在整个操作过程中维持了安全区。没有报告人员受伤,所有人员均安全且已清点。
里奥格兰德谷周边社区没有受到危害。此前对星舰内部材料进行的独立测试,包括毒性分析,确认它们不存在化学、生物或毒理学风险。SpaceX 正在根据需要与地方、州和联邦机构协调有关环境和安全影响的问题。
工程团队正在积极调查此次事故,并将遵循既定程序确定根本原因。初步分析表明,可能存在一个名为COPV(复合材料缠绕压力容器)的加压罐在星舰鼻锥区域储存气态氮的潜在故障,但全面的数据审查仍在进行中。星舰使用的COPV与SpaceX的猎鹰火箭使用的COPV之间没有共同之处。
SpaceX 团队感谢里奥格兰德谷周边社区的官员和居民的支持,特别是自异常情况发生以来一直提供协助的第一响应者。
2025年3月6日下午5点30分,星舰的第八次飞行测试从德克萨斯州的星基地成功发射。超级重型助推器上的33台猛禽发动机全部顺利启动,并完成了整个上升阶段的全时长燃烧。随后,在超级重型助推器上仅保留三个中央发动机运行的情况下,星舰点燃了其六台猛禽发动机,通过热级分离操作继续向太空进发。
超级重型助推器随后重新点燃了计划中的13台猛禽发动机中的11台,执行了助推返航燃烧,返回发射场。到达后,它重新点燃了计划中的13台发动机中的12台,包括一台未参与助推返航燃烧的发动机,进行着陆燃烧。三台中央发动机继续运行,引导助推器靠近发射和捕捉塔臂,实现了第三次成功捕捉超级重型助推器。
助推返航和着陆燃烧阶段发动机未能重新点火的最可能原因是由于个别发动机点火器附近的局部热条件导致火炬点火问题。飞行后测试成功再现了这一问题,未来飞行中的发动机将增加额外的隔热措施以减轻这一问题。
星舰的上级部分在与超级重型助推器分离后,按照预期轨迹飞行。在其上升燃烧大约五分半钟时,车辆尾部靠近一台中心猛禽海平面发动机附近出现了一次闪光,随后发生了一次能量释放事件,导致该发动机失效。紧接着,剩余的两台中心猛禽发动机和一台猛禽真空发动机关闭,失去了对车辆的控制权。最后一次收到车辆遥测数据是在飞行大约九分半钟时,即首次闪光观察后约两分钟,此时所有发动机均已关闭。
在触发自主飞行安全系统的摧毁规则之前,星舰就已失去联系,而该系统在通信中断时完全健康。预计在通信中断后,自主飞行安全系统会自动启动,确保在事故后车辆解体。车辆在通信中断后被观察到重返大气层并解体。
星舰按照指定的发射走廊飞行,以保护地面、水上和空中的公众安全。事故发生后,SpaceX团队立即与联邦航空管理局(FAA)、空中交通管制(ATO)和其他安全官员协调,实施预设的应急响应方案。SpaceX与巴哈马政府密切合作,并派遣了一支专家团队协调和执行清理工作。所有残骸都降落在预先规划的残骸响应区域内,残骸中没有危险物质,也没有对海洋物种或水质产生重大影响的预期。
SpaceX在联邦航空管理局的监督下领导了调查工作,NASA、国家运输安全委员会和美国太空部队也参与其中。SpaceX向FAA提交了一份事故报告供审查,并收到了FAA的飞行安全评估,以批准星舰的下一次飞行。
星舰损失的根本原因最有可能是上级部分的一台中心猛禽发动机硬件故障,导致了意外的推进剂混合和点火。自飞行测试以来,进行了大量的地面测试以更好地了解故障情况,包括在SpaceX麦格伦测试设施中进行了超过100次长时间的猛禽点火测试。
为了应对即将到来的任务中的这一问题,星舰上级部分的发动机将在关键接头上增加额外的预紧力,安装新的氮气吹除系统,并改进推进剂排放系统。未来的星舰升级将引入猛禽3发动机,进一步提高可靠性以解决故障机制。
尽管故障在飞行时间线上与星舰第七次飞行测试相似,但值得注意的是,两次故障是截然不同的。在星舰第七次飞行测试后实施的减振响应和船舱可燃性缓解措施在第八次飞行测试失败前按设计正常工作。
星舰旨在从根本上改变和提升人类进入太空的能力。这种能力的飞跃不会一夜之间实现,通往这一目标的进展也不会总是跳跃式的。然而,通过尽可能频繁地将硬件置于真实环境中,同时最大限度地保障公众安全,可以逐步实现飞可靠、完全且快速可重复使用的火箭的目标。
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除了继续在总部所在地得克萨斯州的星基地发展基础设施外,SpaceX还在佛罗里达扩展星舰运营,将星舰生产和发射能力带到海岸空间。在德克萨斯州的星基地继续进行飞行测试和发展的同时,SpaceX正在位于NASA肯尼迪航天中心的HangarX旁边建造一个新的集成设施,称为Gigabay。此外,SpaceX计划在今年完成肯尼迪航天中心39A发射台的星舰发射设施建设,同时继续进行环境影响评估,以确定从39A发射台和卡纳维拉尔角太空部队站37号发射台进行星舰飞行的可能性。
佛罗里达州的星舰生产和发射设施扩建将使 SpaceX 能够显著提高星舰的建造和飞行频率。星舰将是历史上第一款快速且完全可重复使用的运载工具。进入太空对于美国国家安全、科学领导地位、国家探索目标以及经济增长来说是一个关键且不断增长的需求。最终,星舰将负责向火星运送数百万吨的有效载荷——建立一个自给自足的城市,使人类成为多行星物种。
GIGABAY
位于佛罗里达州的 GIGABAY 高度将达到 380 英尺,提供约 465 万立方英尺的内部处理空间,包括 815,000 平方英尺的工作区,涵盖地面层、高架平台工作区以及顶层的工作和会议空间。GIGABAY 将能够支持高达 81 米(266 英尺)的星舰和超重型火箭,并提供 24 个工作单元用于集成和翻新工作,以及起重能力高达 400 美吨的起重机。与目前 SpaceX 最大的堆叠和集成建筑——位于星基地的 MEGABAY 设施相比,GIGABAY 提供了超过 11 倍的工作面积、19 个额外的工作单元,以及两倍以上的起重机起重能力。
佛罗里达州的 GIGABAY 已开始场地准备工作,预计将在 2026 年底完成建设并投入使用。与此同时,我们也在得克萨斯州的星基地旁边建造另一个 GIGABAY,紧邻我们的星舰工厂制造设施。该 GIGABAY 的建设已经开始,预计将在 2026 年底完工。
在完成佛罗里达州的 GIGABAY 的同时,我们也正在设计和规划一个类似的联合制造设施,类似于德克萨斯州的星工厂,以实现在佛罗里达州生产星舰。为了在我们的太空海岸星舰制造、集成和翻新设施完工之前从佛罗里达州进行初始星舰飞行,我们将首先通过驳船将完成的超重型助推器和星舰上层飞船从星基地运输到佛罗里达州,建立一支星舰舰队。通过在佛罗里达州和得克萨斯州都拥有生产、集成、翻新和发射设施,我们将能够凭借快速重复使用性迅速提升星舰的发射频率。
星舰在太空海岸
为了支持从佛罗里达州的初始星舰发射,SpaceX 正在肯尼迪航天中心的 LC-39A 建造一个星舰发射和回收场地。这个位于 LC-39A 的星舰发射台将包含来自星基地前两个发射台的经验教训。2022 年,我们在 LC-39A 堆叠了发射塔。在未来几个月内,团队将建造并安装发射台的偏转系统,该系统在星舰发射和回收期间提供冷却和声学抑制水。这个新的偏转系统几乎与支持星基地第二个发射台的系统相同。待环境审查完成后,SpaceX 计划于 2025 年年底从 LC-39A 进行星舰的首次佛罗里达发射。
为了实现使人类成为多行星文明所需的星舰飞行率,这不仅涉及货物和人员的发射,还包括启用轨道加油的推进剂油箱,SpaceX 对从 CCSFS 的 SLC-37 进行星舰发射也表现出兴趣。SpaceX 已获得对 SLC-37 的有限进入权,以便进行进一步的尽职调查,以推进由空军部领导的环境影响评估(EIS),以支持星舰和超重型火箭在 CCSFS 的运营。SLC-37 建于 20 世纪 50 年代末至 60 年代初。NASA 从 1964 年到 1968 年使用该发射台测试土星 I 和土星 IB 火箭,作为阿波罗计划的一部分。从 2002 年到 2024 年,该发射台用于德尔塔 IV 火箭。
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星舰和超重型火箭的第七次飞行测试具有雄心勃勃的目标,旨在成功重复返回和捕获助推器的核心能力,同时发射升级后的上层级设计。虽然并非所有测试目标都已完成,但所学到的经验教训将直接应用于未来的车辆,使它们在星舰迈向完全快速重复使用的过程中更加可靠。
2025 年 1 月 16 日下午 4 点 37 分,星舰在得克萨斯州的星基地成功发射。在发射时,超重型助推器上的 33 台猛禽发动机全部成功启动,并完成了整个上升阶段的全时长燃烧。在关闭除三台中央发动机外的所有发动机后,星舰点燃了其六台猛禽发动机,以热分离方式继续上升进入太空。
在级间分离后,超重型火箭启动了助推返回燃烧,将火箭推向预定的着陆地点。它成功地点燃了 13 台命令启动的发动机中的 12 台,其中一台中央环上的猛禽发动机由于点火系统低压条件安全中止启动。后续飞行中的猛禽发动机将进行预计划的点火系统升级以解决此问题。助推返回燃烧顺利完成,并将超重型火箭送回发射场进行捕获。
助推器成功重新点燃了所有 13 台计划中的中央环和中央猛禽发动机,包括未参与助推返回燃烧的那台发动机。着陆燃烧减缓了助推器的速度,并将其引导至星基地的发射和捕获塔臂,实现了第二次成功的超重型火箭捕获。
星舰分离后,其第二级的六个猛禽发动机推动星舰沿预期轨迹飞行。大约在燃烧开始两分钟后,观测到了星舰尾部区域的一个闪光,靠近其中一个真空模式下的猛禽发动机。这个尾部区域通常被称为“阁楼”,位于液氧罐底部和后部隔热板之间的非加压区域。阁楼中的传感器检测到压力上升,表明在闪光之后出现了泄漏。
大约两分钟后,又观察到了另一个闪光,并且阁楼内持续发生了火灾。这些情况最终导致星舰上除了一个引擎之外的所有引擎执行了受控关闭程序,并最终导致与飞船失去了通信联系。飞船的遥测数据是在飞行时间超过八分钟二十秒时最后一次接收到的。
在失去联系之前,星舰与自主飞行安全系统(AFSS)的自毁规则触发条件无关,该系统在通信中断时处于完全健康状态。在失去联系期间,飞船被观察到在下降过程中解体。飞行后分析表明,安全系统确实自主触发,解体发生在飞行终止系统预期范围内。
星舰失联的主要原因最有可能是飞行中出现的谐振响应比测试中看到的要强数倍,这导致推进系统硬件承受了更大的应力。随后的推进剂泄漏超出了飞船阁楼区域的排放能力,从而引发了持续的火灾。
事故一发生,SpaceX、FAA 和 ATO(空中交通管制)预先协调的应急响应计划立即生效。所有碎片都落到了预先规划的残骸响应区域内,残骸中没有发现危险材料,也不预计会对海洋生物或水质造成显著影响。SpaceX 立即与特克斯和凯科斯政府联系,并与他们及英国合作协调回收和清理工作。尽管早期结束试飞不是理想的结局,但提前采取的措施证明了它们能够确保公众的安全。
SpaceX 在 FAA 的监督下领导了调查工作,NASA、国家运输安全委员会和美国太空军也参与其中。SpaceX 正在与 FAA 合作,要么关闭事故调查,要么获得飞行安全性认定,并正在申请许可授权以使星舰能够进行下次飞行。
作为调查的一部分,在第八次试飞中完成了延长静火测试,星舰在此次试飞中飞行。这次60秒的点火测试用于测试猛禽真空发动机供油管中的多种推力水平和三种不同的硬件配置,以重现并解决在第七次飞行中看到的谐振响应。静火测试的结果为燃料供油管的硬件更改、推进剂温度调整以及新的推力目标提供了依据,这些将在即将到来的试飞中使用。
为了应对星舰阁楼部分的可燃性风险,正在为当前一代飞船增加更多的通风口和一个新的利用氮气气体的冲洗系统,以增强对推进剂泄漏的耐受性。未来的星舰升级将引入猛禽3号发动机,减少阁楼体积,并消除大部分可能导致泄漏的接头。
星舰的第七次试飞提醒我们,开发进展并不总是线性的,将飞行硬件置于飞行环境中是展示成千上万个独立部件如何共同实现太空飞行的最快方法。未来的试飞将继续追求全速和快速再利用的雄心勃勃的目标。
SpaceX 成立于2002年,旨在扩大人类进入外层空间的机会,不仅是为了政府或传统的卫星运营商,而是为了全球的新参与者。今天,我们以前所未有的速度飞行,成为世界上最具活力的发射服务提供商。SpaceX 安全可靠地发射宇航员、卫星和其他有效载荷,服务于地球上的生命,并为人类探索太阳系内外的其他星球做好准备。
星舰对于实现这一科幻未来至关重要,同时也实现了越来越多的美国国家优先事项。它是有史以来开发的最大、最强大的航天运输系统,其完全和快速可重复使用的设计将极大地提高人类进入和利用外层空间的能力。全再利用一直是航天飞行历史中的一个难以企及的目标,给本已最艰难的人类工程追求增加了无数的技术挑战。这是一门火箭科学,处于疯狂模式。
每次星舰的试飞都取得了巨大的进展,并实现了越来越困难的测试目标,使整个系统更加高效和可靠。我们尽可能将飞行硬件置于飞行环境中的方法最大限度地加快了我们递归学习和操作系统的速度。这也是解锁我们猎鹰火箭系列再利用的关键方法,并使SpaceX成为当今世界领先的发射提供商。
每一次星舰的试飞都取得了巨大的进展,并实现了越来越困难的测试目标,使整个系统更加高效和可靠。我们尽可能将飞行硬件置于飞行环境中的方法最大限度地加快了我们递归学习和操作系统的速度。这也是解锁我们猎鹰火箭系列再利用的关键方法,并使SpaceX成为当今世界领先的发射提供商。
为了实现这一目标并快速满足像NASA的阿尔忒弥斯计划这样的国家优先事项,星舰需要飞行。我们安全飞行得越多,学习得越快;学习得越快,我们就越早实现完全且快速的火箭重复使用。不幸的是,我们仍然被困在一个现实之中,在这个现实中,完成政府火箭发射许可所需的文书工作比设计和建造实际硬件所需的时间还要长。这种情况不应该发生,并且直接威胁到美国作为太空领导者的位置。
第五次飞行
第五次飞行的星舰和超重型助推器自八月初以来已经准备好发射。这次飞行测试将包括我们迄今为止最具野心的目标:尝试将超重型助推器带回发射场并在空中捕获它。
这将是火箭史上独一无二的操作。SpaceX工程师们花费了数年时间准备,并进行了数月的测试以尝试捕获助推器,技术人员投入了数万小时来建设基础设施,以最大限度地提高我们成功的几率。每次测试都伴随着风险,尤其是那些首次尝试新事物的情况。SpaceX在每次飞行中都会尽最大努力确保我们在接受自身硬件风险的同时,绝不妥协公众安全。
可以理解这样一个独特操作需要更多时间从许可角度来看待。不幸的是,许可过程并没有专注于关键的安全分析和合作制定合理的保护措施,而是多次因从轻率到明显荒谬的问题而脱轨。有时,这些障碍是由虚假和误导性报道驱动的,这些报道建立在在线批评者或特殊利益集团的恶意歇斯底里之上,他们将拙劣构建的科学当作事实。
我们最近从负责星舰飞行测试许可的联邦航空管理局(FAA)那里收到了一份预计的发射许可证日期,为晚些时候的十一月。这比之前沟通的九月中旬推迟了超过两个月。此次延迟并非基于新的安全担忧,而是由多余的环境分析所驱动。四个开放的环境问题表明了目前发射和再入许可监管环境下,发射公司面临的困难。
钢与水
星舰的水冷钢火焰分流器一直是**虚假报道**的目标,错误地声称它污染了环境或完全独立于监管运行。这种叙述忽略了已被忽视或故意曲解的基本事实。
SpaceX从未在没有许可证的情况下操作过分流器。SpaceX在德克萨斯州环境质量委员会(TCEQ)的监督下,根据多行业通用许可证合法运营,用于淋水操作。SpaceX与TCEQ密切合作,在其使用前纳入了许多缓解措施,包括安装蓄水池、修建防护路缘、在操作期间堵塞排水口以及仅使用饮用水,该水不会接触任何工业流程。许可证编号已于2023年七月生效。TCEQ官员亲自出席了淋水系统的首次测试,并有机会观察发射周围的操作。
水冷钢火焰分流器不会向周围环境喷洒污染物。再次强调,它使用的确实是饮用水。 系统每次使用后的出水都被采样,结果始终显示污染物痕迹极微,所有指标均低于各州许可标准,允许排放。TCEQ、FAA和美国鱼类及野生动物管理局在系统首次使用前、测试和发射期间对其进行了评估,并确定其不会造成环境危害。
当环保局(EPA)于2024年三月发布其行政命令时,是在没有充分了解水冷钢火焰分流器操作的事实或承认我们在德克萨斯州多行业通用许可证下合法运营的情况下做出的。在与EPA会面期间,EPA表示他们的意图不是停止测试、准备或发射操作,因此决定SpaceX应申请单独排放许可证。尽管我们之前的许可是与TCEQ协调完成的,且我们的操作与单独许可证涵盖的工业废物排放几乎没有共同之处,但我们还是在2024年七月申请了单独许可证。
随后TCEQ和EPA对SpaceX处以的罚款完全与文件争议有关。我们选择和解以便能够集中精力完成我们对美国政府、商业客户和自己的承诺。当我们根本不同意这些指控并且EPA已经同意我们的火焰分流器操作无需改变时,支付罚款令人非常失望。唯一变化的是许可证名称。
良好管理者
没有发射场是在真空中运作的。随着我们建立起了发射能力并在全国范围内开发了新的发射场,我们始终致力于公共安全并尽量减少对环境的影响。在星基基地,我们实施了一系列与联邦和州机构合作制定的缓解措施,其中许多需要全年监测,并频繁向监管机构更新情况以及咨询独立的生物专家。我们在德克萨斯州运营所采取的措施清单长达两百多项,包括对当地动植物的短期和长期健康状况进行持续监测和采样。认为我们无视或公然违反环境法规的说法显然是错误的。

环境法规和缓解措施有着崇高的目的,旨在通过常识性的保护措施来促进进步,同时防止对环境造成不必要的影响。然而,由于飞行5号的许可过程被拖延,我们发现自己因不合理且令人沮丧的原因而延误。
在星舰的第四次飞行中,超级重型助推器的顶部,通常被称为热级,在墨西哥湾自行溅落。热级在助推器从星舰上层分离前起着重要的保护作用,并在助推器返回飞行时脱离。在星舰第四次飞行之前,这一操作已经进行了彻底分析,重点关注其对受保护海洋物种的潜在影响。鉴于特定降落区域中海洋动物的分布情况以及热级相对较小的尺寸,直接撞击的概率实际上为零。这是美国联邦航空局和国家海洋渔业局根据整个航天行业标准实践得出的结论,他们规定每次发射后都会将火箭级和其他硬件丢弃到海洋中,当然除了我们的猎鹰火箭会着陆并重复使用。对于星舰第五次飞行,唯一提议的修改是热级溅落位置的微小变化,这并不会增加对海洋生物造成影响的可能性。尽管如此,美国联邦航空局领导批准了与国家海洋渔业局进行为期60天的协商。此外,这种类型的协商机制表明,在这段时间内提出的任何新问题都可以重置60天的计时器,一次又一次地。这个已经被彻底分析过的问题可能会无限期地推迟发射,而不会解决任何可能对环境的影响。
另一个关于星舰第五次飞行的独特方面以及未来超级重型助推器的返回和捕捉将是返回地点附近可听见的音爆声。【正如我们之前提到的】,音爆对周围地区的人们来说,一般影响就是短暂的雷鸣般的声音。美国联邦航空局在与美国鱼类和野生动物管理局的咨询下,评估了超级重型助推器着陆产生的音爆,发现对环境没有显著影响。虽然暴露在音爆下的动物可能会暂时受到惊吓,但众多先前的研究表明,不同强度的音爆对野生动物没有负面影响。尽管有这些记录在案的证据,美国联邦航空局领导仍批准了与美国鱼类和野生动物管理局进行额外的60天协商,因为稍大一点的区域可能会经历音爆。
最后,星基基地周围地区以栖息着各种受保护鸟类而闻名。SpaceX已经制定了广泛的缓解措施,并在过去近十年里一直在进行鸟类的生物监测。该监测方案由美国鱼类和野生动物服务部门制定,并由专业合格的独立生物学家执行。迄今为止,监测并未显示出受监控鸟类种群的数量级影响,【尽管作者自己后来修正了对此的无根据的指控】。即使星舰的第五次飞行将在非繁殖季节进行,SpaceX仍然在实施额外的缓解措施和监测,以尽量减少对野生动物的影响,包括在发射前后使用红外无人机监控以跟踪筑巢情况。我们还与美国鱼类和野生动物服务部门的专家合作,评估在鸟类繁殖季节前部署特殊保护措施。
SpaceX致力于尽可能地减少影响并改善周围的环境。我们在南得克萨斯州最自豪的合作之一是与海龟协会合作,这是一个致力于海龟保护的地方非营利组织。SpaceX协助寻找并运送受伤的海龟到他们的设施接受治疗。SpaceX还正式通过得克萨斯州总土地办公室的“adopt a beach”计划领养了博卡奇卡海滩,负责清理垃圾并推广无垃圾环境。SpaceX赞助并参与每季度的海滩清洁活动以及每季度的州4号公路清洁活动。过去几年里,SpaceX从海滩和州4号公路上移除了数百磅的垃圾。SpaceX还在地方层面推动环境保护教育,举办学校参观活动以及与得克萨斯州公园和野生动物部门、美国鱼类和野生动物服务部门、国家公园服务部门和海龟协会共同举办的年度环境保护教育日。
飞行
尽管有一小部分反对者试图通过操纵监管系统来阻碍和拖延星际飞船的发展,SpaceX 仍然致力于当前的任务。我们的数千名员工不懈努力,因为他们相信,如果人类能够从根本上提高进入太空的能力,那么地球上的无限机会和切实利益就在眼前。这就是我们致力于不断突破航天飞行边界的原因,始终专注于安全性和可靠性。

因为生命将是多行星的,这将由我们今天远见卓识的步伐所实现。
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在过去四年里,SpaceX 发射了十三次载人航天任务,安全地将五十名机组人员送入并返回地球轨道,为人类在太空中生活、工作和探索提供了新的机会。龙飞船总共执行了四十六次轨道任务,向国际空间站运送了关键物资、科学研究和宇航员,同时也为商业宇航员探索地球轨道打开了大门。
今年晚些时候,猎鹰 9 号将发射龙飞船的第六次商业宇航员任务——“框架 2”号,这将是首次从极地轨道探索地球的人类航天飞行任务,并首次飞越地球的极地地区。“框架 2”号以帮助探险家首次到达地球北极和南极地区的船命名,由来自马耳他的企业家和冒险家王春指挥。王的目标是利用这次任务突出机组成员的探索精神,为公众带来惊奇与好奇的感觉,并展示技术如何帮助推动对地球及其大气层外的探索,以及通过任务研究。
与王一起参加这次任务的是一支国际探险家团队:挪威的詹妮克·米克尔森担任车辆指挥官;澳大利亚的埃里克·菲尔兹担任车辆飞行员;德国的拉贝亚·罗格担任任务专家。这是每位机组成员的首次太空飞行。
在整个为期三到五天的任务期间,机组计划在 425 至 450 公里的高度通过龙飞船的穹顶观察地球的极地地区,借助空间物理学家和公民科学家的见解研究类似极光的异常光线排放。机组将研究绿色碎片和紫红色带状的持续排放,这些现象类似于被称为“STEVE”(强烈热发射速度增强)的现象,其高度约为地球大气层上方 400 至 500 公里。机组还将与 SpaceX 合作开展各种研究,以更好地了解太空飞行对人体的影响,包括捕捉太空中的第一张人体 X 射线图像、即时培训工具,以及研究太空飞行对行为健康的影响,所有这些都将有助于开发准备人类未来长期太空飞行所需的工具。
猎鹰 9 号将于 2024 年底之前从佛罗里达州发射“框架 2”号进入极地轨道。
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随着每次星际飞船和超重型助推器的飞行,我们离实现多行星生活的梦想越来越近。实现这一目标最重要的进展是整个发射系统的完全快速可重复使用性,操作星际飞船就像一架完全快速可重复使用的飞机一样。为此,我们设计了星际飞船的上级和超重型助推器,使其能够**返回发射场**。返回的车辆会从超音速减速,导致返回地点周围的区域产生可听见的音爆。
音爆是一种短暂的雷鸣般的声音,当有人在地面听到一架飞机或其他物体以超过音速的速度飞行时就会听到这种声音。当一个快速移动的物体穿过空气时,它会推开空气并产生压力波,最终到达地面。与音爆相关的气压变化,即过压,每平方英尺仅增加几磅。一个人可以通过乘坐电梯下降几层楼来体验类似的气压变化。音爆之所以能被听到,是因为压力变化发生的非常快。
通常情况下,音爆对周围地区的影响只有短暂的噪音。影响音爆的因素有很多,包括高速移动物体的质量、形状和大小,以及其高度和飞行路径。外部因素如天气条件也会影响音爆的强度。音爆压力变化最强的效果集中在车辆正下方的区域,集中在火箭的飞行路径和着陆点之下。
在航天飞行中,音爆通常只有在遇到可重复使用的车辆(如 SpaceX 的猎鹰系列火箭)时才会被地球上的观察者感受到。当猎鹰火箭的第一级助推器返回着陆时,它的尺寸和速度会在地面上产生多次音爆,听起来像是一阵雷鸣。类似的声音也在 NASA 的航天飞机返回和着陆时被听到。在每种情况下,音爆标志着返回飞行的车辆完成了一系列任务中的一个。
从星舰第四次飞行测试中首次收集到的超重着陆燃烧和溅落数据表明,尽管超重的音爆比猎鹰火箭产生的音爆更为强大,但它不会对周围区域的人造造成伤害。最强的影响将局限于星舰发射台附近的区域。该区域在发射前会提前清空,并且经过严格设计以承受发射和回收有史以来最强大的火箭所带来的环境。
音爆预示着可重复使用的火箭和航天器的回归。对于星舰而言,它们将标志着太空旅行进入地球轨道、月球、火星乃至更远未来的快速可重复使用时代的到来。
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SpaceX 的龙飞船旨在运送宇航员和货物往返地球轨道,推动人类在太空中的生存和发展,朝着使地球成为多行星栖息地的目标迈进。
2010年6月,龙飞船成为历史上第一艘由私人开发并成功发射、环绕地球运行、再入大气层并在地球表面回收的航天器。这一里程碑事件后,龙飞船于2012年5月在NASA的商业轨道运输服务(COTS)计划下成为第一个访问国际空间站的商业载具——这是一个非常成功的公私合作项目,它导致了通过NASA的商业补给服务(CRS)合同定期向空间站进行商业货物补给任务。2020年,NASA认证了龙飞船用于载人太空飞行,这是在NASA Demo-2任务于同年8月完成之后的历史性发射。
龙飞船至今已执行了45次轨道任务,确保了空间站的持续运营——运送关键物资、科学实验和宇航员到轨道实验室,同时也为人类探索地球轨道创造了更多的机会。
龙飞船的设计与当前回收操作
龙飞船由两部分组成:一个加压舱段,确保人员和货物的安全飞行;以及一个非加压可抛弃舱段,称为整流罩,用于在轨道上为航天器提供电力和冷却。在货物任务中,整流罩还可以根据任务需求将非加压硬件运送到或从国际空间站处置。当龙飞船返回地球时,整流罩会在溅落前被抛离。
在龙飞船最初的21次任务中,整流罩直到脱轨燃烧结束后仍与飞船的加压舱段相连。在飞船开始重返大气层前不久,整流罩会被抛离,以确保它安全地在太平洋无人区溅落。
自2012年起,在美国西海岸成功执行了七年的回收操作后,龙飞船的回收操作于2019年转移到东海岸,这使得团队能够更高效地在佛罗里达州卸载并交付关键货物给NASA团队,并更快地将乘员运送到肯尼迪航天中心。此外,新溅落地点距离佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地的龙飞船处理设施更近,这允许SpaceX团队更快地回收和翻新龙飞船,以支持NASA Demo-2任务完成后迅速增长的龙飞船任务表。
这种转变需要SpaceX开发我们目前的龙飞船回收操作,首次实施于Demo-1和CRS-21任务期间。今天,龙飞船的整流罩在脱轨燃烧前的轨道上被抛离,被动地重新进入大气层并在随后的数天至数月内分解。由于整流罩在分离后没有自己的机动能力,其重返大气层的位置和精确时间无法预测,取决于太阳活动。
在开发龙飞船当前的重返大气层操作时,SpaceX和NASA工程团队利用行业标准模型来理解整流罩的分解特性。这些模型预测,在高速重返大气层过程中因空气阻力产生的高温会导致整流罩完全燃烧,不留残骸。这些模型的结果是我们决定被动脱轨整流罩并使龙飞船能够在佛罗里达州海岸溅落的关键因素。
然而,在2022年,NASA Crew-1任务的整流罩残骸在澳大利亚被发现,这表明行业模型可能未能准确预测像龙飞船整流罩这样的大型复合结构的分解特性。SpaceX和NASA审查了数据并进行了额外的材料测试,以更好地了解整流罩的分解特性并改进相应的建模。
迄今为止,大多数整流罩残骸已经重新进入未有人烟的海洋区域。但在过去的六个月中,SpaceX意识到有三个新的案例,其中整流罩残骸在陆地上被发现;SpaceX尚未发现这些残骸导致任何结构损坏或人员受伤的情况。
展望未来
SpaceX 致力于安全的太空飞行操作和公众安全;这是SpaceX运营的核心。基于新得出的结论,我们立即做出了两项改变,并继续寻找长期解决方案。首先,与NASA达成一致,暂停返回操作中的整流罩载荷处置;空的整流罩在重返大气层时完全燃烧的可能性更高。其次,SpaceX 对龙飞船整流罩的一些组件进行了材料更改,进一步提高了其在重返大气层时完全燃烧的概率。
与此同时,SpaceX 的工程团队探索了多种解决方案,以完全消除火箭整流罩残骸坠落在人口密集地区的风险,而不增加龙飞船乘员或公众的风险。研究的选项包括彻底重新设计火箭整流罩;专门的推进和导航系统,使整流罩能够自行脱离轨道;在脱离轨道燃烧的不同时间抛掉整流罩;以及其他方案。
经过仔细审查和评估所有潜在解决方案——结合对标准行业模型的新认识以及了解到龙飞船整流罩在再入大气层时并未完全烧毁——SpaceX 团队认为最有效的前进路径是恢复在西海岸的回收操作。
为了实现这一目标,SpaceX 将实施一项软件更改,使龙飞船在抛掉整流罩之前执行脱离轨道燃烧,类似于我们前 21 次龙飞船回收操作的方式。将整流罩分离移至脱离轨道燃烧之后,可以确保整流罩沿已知的再入轨迹进入大气层,并在远离龙飞船的加利福尼亚海岸安全溅落。SpaceX 正与 NASA、FAA 以及其他联邦机构合作,评估并确定所有潜在的返回地点,以确保龙飞船在西海岸的安全可靠溅落。
为了支持这些变化,SpaceX 将在太平洋部署一艘龙飞船回收船,并利用位于长滩港的现有 SpaceX 设施来支持龙飞船飞行后的工作和操作。溅落后,乘员和货物将先转运到加利福尼亚,然后再前往休斯顿、德克萨斯州或卡纳维拉尔角、佛罗里达州等地。龙飞船的翻修工作将继续主要在佛罗里达州肯尼迪航天中心的 SpaceX 龙飞船处理设施进行,以准备龙飞船下一次的飞行任务。
持续创新航天器的设计和操作对于确保龙飞船继续安全地往返地球轨道至关重要。这条新的路径将有助于实现这一目标,同时也能确保我们在成为太空航行文明的过程中公众的安全。
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SpaceX 已向美国联邦航空管理局(FAA)提交了关于 2024 年 7 月 11 日 Falcon 9 发射异常事件 的事故报告(详情请点击)。SpaceX 的调查团队,在 FAA 的监督下,成功识别出了事故的最可能原因及相应的纠正措施,以确保未来发射任务的成功。
飞行后数据分析确认,Falcon 9 的一级助推器在上升、级间分离和成功着陆于无人机船上期间表现正常。在 Falcon 9 的二级发动机首次点火过程中,液氧在整流罩绝缘层内部泄漏。泄漏的原因被确定为连接压力传感器的感应线出现裂缝,该传感器用于监测氧气系统的压力。这根感应线因发动机振动引起的高负载疲劳而断裂,且由于夹紧装置松动进一步加剧了裂缝。尽管发生了泄漏,二级发动机仍继续运行,完成了其首次点火,随后关闭发动机,进入预定的椭圆形停泊轨道。
计划中的整流罩第二次点火旨在在卫星部署前将轨道圆化。然而,整流罩内的液氧泄漏导致发动机组件过度冷却,特别是与点火燃料输送相关的部分。结果,发动机经历了硬启动而非可控燃烧,损坏了发动机硬件并导致整流罩失去姿态控制。即便如此,二级发动机继续按设计运行,成功部署了星链卫星,并完成了阶段消能过程,即在每次 Falcon 发射任务结束时释放存储的能量。
部署后,星链团队尝试与 10 颗卫星建立联系,发送早期点火指令以提高它们的高度。不幸的是,这些卫星处于一个极其高阻力的环境中,近地点仅为地球表面以上 135 公里。因此,这次发射的所有 20 颗星链卫星都重新进入了地球大气层。根据设计,星链卫星在再入大气层时会完全烧毁,不会对公共安全构成威胁。迄今为止,星链卫星成功再入大气层后尚未报告有任何碎片。
SpaceX 的工程团队已经对所有 SpaceX 航天器和地面系统进行了全面彻底的审查,以确保我们能够安全地重返发射场。对于即将进行的 Falcon 发射,故障的感应线和二级发动机上的传感器将被移除。该传感器并不用于飞行安全系统,可以通过其他已存在于发动机上的传感器替代。这项设计变更已在 SpaceX 位于德克萨斯州麦格雷戈的火箭开发设施进行了测试,并得到了 FAA 增强资格分析和监督的支持,同时 SpaceX 调查团队也参与其中。此外,对活跃助推器舰队上所有感应线和夹紧装置进行了额外的资格审查、检查和清理,从而在某些位置采取了主动更换措施。
安全性和可靠性是SpaceX运营的核心。如果没有这种关注,我们不可能达到目前的发射频率。由于我们能够以这样的速度进行发射,我们得以收集前所未有的飞行数据,并且准备迅速、安全地重返飞行,同时提高可靠性。我们的任务至关重要——安全地运送宇航员、客户有效载荷以及数千颗星链卫星进入轨道——这些任务依赖于猎鹰系列火箭成为世界上最可靠的火箭之一。感谢联邦航空管理局(FAA)和客户的持续工作与支持。
星舰旨在从根本上改变人类进入太空的方式,最终使我们在多行星上生存成为可能。星舰和超重型助推器的第三次飞行测试为这一未来迈出了巨大的步伐,并是通往快速可靠可重复使用火箭道路上的重要一步。
2024年3月14日,星舰于上午8点25分(中部时间)从得克萨斯州星基地成功发射。超重型助推器上的33台猛禽发动机全部顺利启动并完成了全程燃烧,随后成功进行了热级分离。这是超重型助推器的第二次成功升空,也是世界上最强劲的运载工具。在级分离时,星舰的六台二级猛禽发动机全部顺利启动,并推动车辆达到了预期轨迹,成为第一艘完成全程上升燃烧的星舰。
级分离后,超重型助推器启动了助推返回燃烧,向其中33台猛禽发动机中的13台发送指令,将火箭推向预定着陆地点。所有13台发动机均成功运行,直到6台开始关闭,触发了一次无害的早期助推返回关闭。
助推器继续下降,直到尝试着陆燃烧。这命令与助推返回期间使用的相同13台发动机执行计划中的最后减速,以便在水中软着陆。但由于助推返回燃烧早期关闭的6台发动机无法尝试着陆燃烧启动,仅剩下7台发动机被命令启动,其中两台成功达到主级点火。助推器在墨西哥湾约462米高度失去联系,大约在任务开始七分钟后,其着陆燃烧推力低于预期。
初步确定早期助推返回燃烧关闭的最可能根本原因是液氧供应到发动机时滤网堵塞,导致发动机氧气涡轮泵入口压力损失。SpaceX在飞行3之前实施了硬件更改以缓解此问题,从而使得助推器首次尝试着陆燃烧。飞行4及以后的超重型助推器将在氧气罐内增加额外硬件,进一步改进推进剂过滤能力。利用从超重型助推器首次着陆燃烧尝试中收集的数据,正在实施额外的硬件和软件更改,以提高猛禽发动机在着陆条件下的启动可靠性。
在星舰的滑行阶段,该航天器完成了飞行测试的多个附加目标,包括首次在太空中测试其有效载荷舱门。该航天器还成功完成了一项推进剂转移演示,将液氧从头部储罐转移到主储罐。此次测试为未来的船对船推进剂转移提供了宝贵数据,这将使像NASA阿尔忒弥斯计划下返回月球的任务成为可能。
星舰开始滑行阶段几分钟后,航天器逐渐失去了姿态控制能力。尽管星舰继续沿着预定轨迹飞行,但由于失去姿态控制,航天器自动触发了预先规划的指令,跳过了计划中的单台猛禽发动机轨道重点火。
星舰随后经历了首次从太空再入,为高速再入过程中的加热和车辆控制提供了宝贵数据。由于缺乏姿态控制,再入过程偏离了正常轨迹,飞船在受保护和未受保护区域都经历了比预期大得多的加热。星舰上的星链终端成功实时传输了高清晰度的再入视图和大量遥测数据。当遥测数据在大约65公里的高度丢失,即任务开始49分钟后,飞行测试结束。
初步确定非计划滚动的最可能根本原因是负责滚动控制的阀门堵塞。SpaceX在其后续星舰上增加了额外的滚动控制推进器,以改善姿态控制冗余,并升级了硬件以提高对堵塞的抗性。
飞行测试结束后,SpaceX在联邦航空管理局(FAA)的监督下领导了调查工作,并得到了美国国家航空航天局(NASA)和国家运输安全委员会(NTSB)的参与。在飞行3期间,两辆航天器的自动飞行安全系统均未被触发,且没有航天器残骸落在预定义危险区域之外。在FAA认定没有公共安全影响的情况下,可以颁发下一飞行的许可证,而无需正式关闭事故调查。
从这次飞行测试中得出的升级将在下次从星基地发射的飞行4中亮相,我们将从实现轨道转向展示星舰和超重型助推器的返回和重复使用能力。团队除了操作变更外,还引入了多项硬件和软件改进,包括在助推返回后抛弃超重型助推器的热级适配器,以减少飞行最后阶段的助推器质量。
星舰的第三次飞行为我们展示了未来快速重复使用的曙光。我们正继续迅速开发星舰,在飞行环境中测试硬件,以便尽可能快地学习,同时构建一个旨在将人员和货物运送到地球轨道、月球、火星乃至更远地方的完全可重复使用运输系统。
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2022年2月,Jared Isaacman与SpaceX宣布了北极星计划,这是一个旨在迅速推进人类太空飞行能力的同时,也在地球上支持重要事业的努力。
北极星黎明是该计划的三项载人太空飞行任务中的第一项,目标是在2024年夏季之前发射升空。在这五天的任务中,机组人员将执行SpaceX首次从龙飞船进行的舱外活动(更常被称为EVA或太空行走),这也是首次商业宇航员太空行走。这一历史性的里程碑将是首次有四名宇航员同时暴露在太空真空中的时刻。
在整个太空行走过程中,SpaceX的新开发的舱外服将提供支持。这种舱外服是龙飞船载人太空飞行任务中宇航员目前所穿的舱内服的进化版。SpaceX团队在设计时考虑到了灵活性,通过引入新材料、制造工艺以及新型关节设计,提供了在加压情况下更大的灵活性,同时在非加压情况下保持舒适性。3D打印的头盔还配备了一个新的面罩,以减少太空行走期间的眩光,以及一个新的抬头显示器(HUD)和摄像头,用于显示舱外服的压力、温度和相对湿度信息。此外,舱外服还增加了可靠性冗余功能,通过添加密封件和压力阀来确保舱外服能够维持加压状态,从而保障机组人员的安全。
所有这些对舱外服的改进都是基于可扩展的设计理念,使SpaceX能够在追求为全人类创造更多太空访问机会的过程中,生产并适应不同体型的宇航员。
虽然北极星黎明将是SpaceX舱外服首次在低地球轨道上使用,但这种舱外服的最终目的地将远远超出我们的家园。建立月球基地和火星城市需要开发一种适用于数百万套太空服的可扩展设计,以帮助实现多行星生活的目标。
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SpaceX的目标是建造必要的技术,使人类能够在多个星球上生活。这是地球40亿年历史上第一次有可能实现这一目标,并保护意识之光。
周四,2023年4月4日,在Starbase,SpaceX首席工程师埃隆·马斯克更新了公司向火星发送人类的计划,火星是开始实现多行星生活的最佳目的地。
SpaceX当前的所有项目,包括猎鹰、龙飞船、星链和星舰,都是开发必要技术的关键组成部分,以使火星任务成为现实。更新的内容包括星舰短期内的优先事项,这些优先事项将解锁其完全和快速重复使用的潜力,这是改变人类向轨道及更远地方运送大量载荷能力的核心要素。随着更多的飞行测试、显著的火箭升级以及NASA的阿耳忒弥斯计划将宇航员送回月球表面,星舰的激动人心的时刻即将到来。
这次演讲还包括前往火星的机械原理和挑战,以及我们现在正在建设的基础设施,以在未来几年实现向火星表面运送一百万人和几万吨物资的能力。
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星舰和超级重型的第二次飞行测试取得了多项重要的里程碑进展,因为我们继续推进有史以来最强大的运载系统的性能。
2023年11月18日上午7:02,星舰成功从德克萨斯州的Starbase发射升空。超级重型助推器上的所有33台Raptor发动机启动成功,并且首次在上升过程中完成了全程燃烧。随后,星舰成功执行了热分离阶段,这是首次有如此规模的航天器成功完成这种技术。
在阶段分离后,超级重型助推器开始了其倒飞燃烧,向火箭发送指令,使其13台Raptor发动机中的部分发动机推动火箭向预定着陆地点飞行。在此燃烧过程中,几台发动机在关闭前突然失效,导致助推器迅速解体。这种车辆解体发生在飞行超过3分半钟后,高度约为墨西哥湾上空90公里处。
助推器解体的最可能根本原因是液氧供应给发动机的过滤器堵塞,导致发动机氧化剂涡轮泵的入口压力丧失,最终导致一台发动机失效,进而导致整个火箭解体。SpaceX已经采取措施,在未来的助推器氧化剂罐内部进行了硬件更改,以提高推进剂过滤能力,并优化操作以增加可靠性。
在分离阶段,星舰的上部级成功点燃了所有六台Raptor发动机,并在飞行约七分钟后按计划开始排放多余的液氧推进剂。在发射前,已向航天器装载了额外的推进剂,以收集未来有效载荷部署任务的数据,但在重新进入大气层前必须将其处理掉,以满足溅落时所需的推进剂质量目标。
航天器后部在液氧排放口启动时出现的泄漏导致了燃烧事件和随后的火灾,进而使得航天器的飞行计算机之间失去了通信联系。这导致在升空燃烧阶段未完成前,所有六个引擎被命令关闭,随后自主飞行安全系统检测到任务规则违规,并激活了飞行终止系统,最终导致航天器解体。此次飞行测试在航天器达到约150公里的高度和约24,000公里/小时的速度时结束,成为首艘进入外太空的星舰。
SpaceX 在即将发射的星舰上实施了硬件改进,以提高泄漏减少、防火保护以及推进剂排放相关的精细操作,从而增强可靠性。此前计划中的从液压转向系统转变为完全电动系统,也消除了推进剂舱潜在的可燃性来源。
首次飞行测试之后,星舰及其超重助推器的水冷火焰导向板和其他平台升级均按预期运行,仅需少量的发射后工作即可准备进行航天器测试和下一次集成飞行测试。
在飞行测试之后,SpaceX 领导了调查工作,美国联邦航空局(FAA)进行了监督,NASA 和国家运输安全委员会(NTSB)也参与其中。
从此次飞行测试中得出的改进措施将在下次从星基地发射的星舰和超重助推器上首次亮相,即飞行3。SpaceX 还正在实施计划中的性能改进,包括为星舰上部的猛禽发动机推出全新的电子推力矢量控制系统,以及改进推进剂装载操作的速度。
越来越多的星舰已经准备好飞行,将飞行硬件置于飞行环境中,以便尽可能快速地学习并执行设计更改和硬件升级,以提高未来飞行成功的概率。随着我们致力于建造能够携带卫星、载荷、乘员和货物前往各种轨道及地球、月球或火星着陆点的完全可重复使用的发射系统,递归改进至关重要。
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首次集成星舰和超重助推器的飞行测试是推进有史以来最强大的发射系统的最大能力的关键一步。星舰的首次飞行测试提供了许多宝贵的经验教训,这些经验教训直接应用于对星舰和地面基础设施的多项改进,以提高未来星舰飞行的成功概率。这种快速迭代的发展方法一直是SpaceX的重大创新进步的基础,包括猎鹰、龙飞船和星链。在首次飞行测试之后,SpaceX 领导了调查工作,美国联邦航空局(FAA)进行了监督,NASA 和国家运输安全委员会(NTSB)也参与其中。
2023年4月20日上午8:33(协调世界时13:33:09),星舰首次从德克萨斯州星基地的轨道发射台成功升空。星舰攀升至墨西哥湾上空约39公里(24英里)的高度。在上升过程中,由于超重助推器后部推进剂泄漏,星舰与主要飞行计算机之间的连接最终被切断,导致大多数助推器失去通信并最终失去控制。此后,SpaceX 实施了泄漏缓解措施,并对发动机和助推器硬件进行了改进测试。作为额外的纠正措施,SpaceX 扩展了超重助推器现有的灭火系统,以减轻未来发动机舱火灾的风险。
当航天器偏离预期轨迹、降低高度并开始翻滚时,自主飞行安全系统(AFSS)自动发出销毁指令,所有引爆装置均按预期启动。在AFSS激活后的意外延迟之后,星舰在发动机点火237.474秒后解体。SpaceX 已经增强了并重新认证了AFSS,以提高系统的可靠性。
SpaceX 还正在实施与首次飞行测试中观察到的问题无关的全面系统性能改进。例如,SpaceX 建造并测试了一种热分离系统,在该系统中,星舰的第二级发动机将点燃以推动飞船远离助推器。此外,SpaceX 还为超重助推器的猛禽发动机设计了一种全新的电子推力矢量控制系统(TVC)。使用全电动马达的新系统比传统的液压系统具有更少的潜在故障点,并且能效更高。
为了防止首次飞行测试中观察到的平台基础失效再次发生,SpaceX 对平台进行了重大升级。这些升级包括对平台基础进行显著加固,并增加了火焰导向板,SpaceX 已经多次成功测试了这一系统。
在飞行环境中测试开发中的飞行硬件使我们的团队能够迅速学习并执行设计更改和硬件升级,以提高未来飞行成功的概率。我们在星舰首次飞行测试中学到了大量关于星舰和地面系统的知识。随着我们致力于构建能够携带卫星、载荷、乘员和货物前往各种轨道及地球、月球或火星着陆点的完全可重复使用的发射系统,递归改进至关重要。
Vast 今天宣布 SpaceX 将很快发射名为 Vast Haven-1 的世界上首个商业空间站,并随后执行两次载人太空飞行任务前往该空间站。 Haven-1 计划于 2025 年 8 月或之后由猎鹰 9 号火箭发射至低地球轨道。 Haven-1 将是一个完全功能的独立空间站,并最终会作为更大规模的 Vast 空间站的一个模块连接到一起,目前该空间站正在开发中。
Haven-1 发射后,猎鹰 9 号火箭将搭载 Vast 的首次载人太空飞行任务 Vast-1 到达该商业空间站。龙飞船及其四人乘组将在绕地球轨道运行期间与 Haven-1 锚定,最多停留 30 天。 Vast 还获得了使用龙飞船执行另一次载人太空飞行任务的选择权。
Vast-1 的乘员选拔工作正在进行中,乘员名单将在未来公布。一旦确定,SpaceX 将提供针对猎鹰 9 号火箭和龙飞船的乘员培训,包括紧急应对准备、宇航服穿戴和飞船进出舱练习,以及包括对接和脱离在内的部分和完整任务模拟。
Vast 的长期目标是开发一个由 SpaceX 的 Starship 航天运输系统发射的、长达 100 米的多模块旋转人工重力空间站。为此,Vast 将探索在商业空间站 Haven-1 上进行世界首个旋转人工重力实验的可能性。
这一新的 Vast 和 SpaceX 合作伙伴关系将继续创造并加速对太空的更广泛访问,为实现使人类成为多行星物种的目标提供更多探索机会。
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日本企业家 Yusaku Maezawa 今天宣布了十名机组人员,其中包括两名替补,他们将加入 dearMoon 任务。 dearMoon 机组人员将是首批乘坐 Starship 升空、环绕月球并在安全返回地球的过程中完成任务的人类。在这次为期一周的旅程中,这些来自世界各地的艺术家、内容创作者和运动员还将飞越月球表面 200 公里的范围内。
全球 249 个国家和地区超过一百万人申请参加 dearMoon 任务,乘坐 Starship 飞行。这次飞行是实现让梦想中的太空旅行者进入太空的重要一步。通过分享他们在月球轨道上的飞行经历,这艘飞船的机组人员将激励地球上每一个人,我们期待着他们的飞行。
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SpaceX 的首席工程师 Elon Musk 和 T-Mobile 的首席执行官兼总裁 Mike Sievert 今天宣布了一个突破性的计划,旨在提供真正的全球蜂窝网络连接。
尽管有强大的 LTE 和 5G 地面无线网络,美国超过 20% 的陆地面积和地球 90% 的地区仍然没有无线公司的覆盖。这些盲区对偏远社区以及那些因工作或休闲而离开电网的人产生了严重的影响。由于土地使用限制(例如国家公园)、地形限制(例如山脉、沙漠和其他地理现实)以及地球的广阔性,电信行业一直难以用传统蜂窝技术覆盖这些区域。在这些地方,人们要么无法连接网络,要么不得不携带卫星电话并支付高昂的费用。
依托 Starlink(SpaceX 的低地球轨道卫星星座)和 T-Mobile 的无线网络,两家公司计划为美国大陆、夏威夷、阿拉斯加部分地区、波多黎各及其领海的客户提供几乎无处不在的短信覆盖,甚至在 T-Mobile 网络信号范围之外也能使用。在 SpaceX 按计划发射卫星后,该服务将于明年年底开始在特定区域推出 Beta 测试版。短信服务(包括 SMS、MMS 以及参与的通讯应用)将使客户几乎在任何地方都能保持联系并分享体验。此后,两家公司计划着手增加语音和数据覆盖。
此外,Elon 和 Mike 分享了将 Coverage Above and Beyond 扩展至全球的愿景,并向全球运营商发出公开邀请,携手合作实现真正的全球互联互通。T-Mobile 承诺向与其合作实现这一愿景的运营商提供互惠漫游服务。
这项服务将对全球的安全保障、安心体验以及个人与商业机遇产生巨大影响。其应用场景涵盖为国家公园的徒步者、乡村社区、远程传感器和设备提供连接,以及在紧急情况下为人员和设备(如消防员)提供通信保障。
这项卫星直连蜂窝服务将在客户能看到天空的任何地方提供近乎完整的覆盖——这意味着即使您离开了地面网络覆盖范围,也能继续发送短信,并最终能够拨打手机电话。我们在设计系统时,确保了如今大家口袋里的普通手机无需任何硬件改动,也不需要安装新固件、软件更新或应用程序。作为地面网络的互补技术,SpaceX 能够赋能移动网络运营商连接更多人群、满足覆盖需求,并创造新的商业机遇。
如果您代表移动网络运营商或监管机构,并有兴趣与 SpaceX 合作将这一全新水平的移动连接引入您所在的地区,请通过 [[email protected]](mailto:[email protected]) 与我们联系。
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SpaceX 成立的初衷是通过革新太空技术,让生命走向多行星。SpaceX 是全球领先的发射服务提供商,并自豪地成为首家将宇航员往返运送至国际空间站(ISS)的私营公司,也是首家且唯一一家完成全平民载人轨道飞行任务的公司。因此,SpaceX 坚定致力于维护安全的轨道环境、保护人类太空飞行,并确保太空环境的可持续性,以保障未来前往地球轨道及更远深空的任务。
SpaceX 通过实际行动展现了这一对太空安全的承诺,投入了大量资源以确保我们所有的运载火箭、航天器和卫星均达到或超越太空安全法规与最佳实践标准,具体包括:
- 设计并建造高可靠性、具备机动能力的卫星,其已验证的可靠性超过 99%
- 在低轨道高度(低于 600 公里)运行,以确保即使卫星在轨发生故障(属于极小概率事件),也不会产生长期残留的碎片
- 将卫星注入极低轨道,在升轨至预定驻留/运行轨道前先验证其运行状态
- 与其他卫星所有者/运营商透明地共享轨道数据
- 开发先进的碰撞规避系统,当交汇风险超过安全阈值时采取有效行动
秉持太空可持续发展的理念,我们在关键技术领域不断突破前沿,例如在极具挑战的低轨道高度运行卫星、使用可持续的电推进系统进行机动和主动离轨,以及采用星间激光通信与卫星保持持续联系。SpaceX 致力于成为全球最开放、最透明的卫星运营商,我们鼓励其他运营商加入我们,共同共享轨道数据,并向公众和政府持续更新有关运营与实践的详细信息。
SpaceX 不断创新以加速太空技术的发展,目前我们正通过 Starlink 星座为全球民众提供迫切需要的互联网连接,包括全球网络服务欠缺及偏远地区。以下是我们展现对太空可持续性与安全承诺的运营原则。
设计与建造安全、可靠且可消融的卫星
SpaceX 卫星在供应链和卫星设计方面均采用了高可靠性与冗余设计,以确保其能顺利完成五年的设计服役期。严格的零部件与系统级筛选和测试,使我们能够以极高的频次可靠地建造和发射卫星。我们具备每周建造多达 45 颗卫星的能力,并且曾在单月内发射多达 240 颗卫星。对于复杂的太空系统而言,这是前所未有的部署速度——这也反映了 SpaceX 致力于尽快通过 Starlink 提升全球宽带可及性的承诺。
在部署了 2000 多颗卫星之后,当前卫星网络的可靠性高于 99%,其中仅有 1% 的卫星在升轨后发生故障。我们会将存在丧失机动能力风险的卫星进行主动离轨,以防止失效卫星在轨道上堆积。尽管这意味着要牺牲原本运行正常的卫星,但我们坚信这种前瞻性做法是保障太空可持续性与安全的正确之举。
我们的卫星采用多种策略来防止太空中的碎片生成:设计使其在寿命结束时坠毁、受控再入低轨道、低轨道插入、低运行轨道、机载碰撞避免系统、通过降低卫星底盘的轮廓和使用Whipple防盾保护关键组件来减少小碎片对卫星的损害几率、以及不会产生次级碎片的故障模式。
SpaceX 卫星在其使命生命周期结束后的几周内通过推进方式再入大气层。我们保留足够的推进剂以从操作高度再入,整个再入过程大约需要4周时间。一旦卫星达到合适的高度,我们会与第18太空控制中队协调。协调后,我们将启动高阻力模式,使卫星的速度降低到足以使其再入的程度。根据大气密度的不同,卫星在这一高度快速再入。SpaceX 是唯一一家具备在如此低的高度和高阻力环境中进行受控飞行的专业知识的商业运营商,这极其困难且需要大量投资于专门的卫星工程。SpaceX 进行了这些投资,以便在尽可能长的时间内维持受控飞行,从而在再入前执行任何必要的机动操作,进一步降低碰撞风险。
当卫星的轨道高度衰减时,它会遇到不断增加的大气密度。最初,这些分子会撞击卫星,但随着空气密度增加,在航天器前方形成高压冲击波。随着卫星减速并进入大气层,其轨道能量转移到空气中,使其加热至等离子态。热等离子鞘包裹住卫星,导致剧烈加热。Starlink 卫星设计用于在重新进入地球大气层时坠毁,这意味着它们不会对地面的人或财产构成威胁。设计使其坠毁需要投入大量的工程资源,有时甚至需要增加成本和重量,例如我们决定使用铝合金而非复合材料包覆的压力容器作为推进系统的燃料箱。SpaceX 已经安全地再入了超过200颗卫星。通过构建可靠且碎片生成最小化的卫星、规划主动再入以及设计完全可坠毁的卫星,我们确保了太空的可持续性和安全性。
极低轨道插入
除了 SpaceX 设计和制造非常可靠的卫星外,我们还通过相对于行业标准部署卫星到极低轨道来进一步降低风险。我们将卫星部署到低于350公里的高度,并使用最先进的电推进发动机将其提升至约550公里的运营高度开始其使命。我们利用 SpaceX 的技术进步在这些极低高度维持受控飞行。通过将卫星部署到如此低的高度,在极少数情况下,如果任何 SpaceX 卫星未能通过初始系统检查,它将迅速且主动地通过其发动机再入,或者被动地通过大气阻力再入。尽管这种方法存在复杂性和其他挑战,SpaceX 坚信较低的插入高度对于确保负责任的空间操作至关重要。
在600公里以下运行
SpaceX 将其卫星运行高度设在600公里以下,因为相对于600公里以上的卫星而言,自然轨道衰减时间更短。Starlink 卫星在“自我清理”轨道上运行,意味着不可操控的卫星和碎片将在5至6年内,甚至更早由于大气阻力而失去高度并再入大气层,见图1。这大大降低了持续轨道碎片的风险,并远远超过了FCC和国际标准的25年期限(我们认为这个期限过时了,应该缩短)。从高于600公里的高度自然再入的碎片会在所有更低轨道高度上造成数十年的轨道碎片风险。一些其他商业卫星星座设计运行高度在1000公里以上,如果这些卫星在再入前失效或未通过主动碎片清除进行再入,则需要数百年才能自然再入,见图1。SpaceX 在开发能够在这些较低高度飞行的卫星方面投入了大量努力和资金,包括先进的姿态和推进系统。SpaceX 希望短期内能够发展出主动碎片清除技术,但目前这种技术尚不存在。

图1:不同起始高度和平均太阳周期下,质量-面积比为40kg/m²的卫星的轨道寿命。
图2 显示了随高度变化的碎片数量。来自高于600公里高度飞行的卫星碰撞事件产生的碎片将在未来几十年内留在轨道上,并在再入过程中对每个经过的高度造成轨道碎片风险。

图2:每1公里高度壳内的碎片数量随轨道高度的变化。
SpaceX 透明且持续地与各国政府和其他卫星所有者/运营商分享星链网络的详细信息。我们致力于确保与太空安全相关的信息准确、相关且及时更新,并将这些信息与所有运营商共享。SpaceX 分享所有 SpaceX 卫星的高精度未来位置和速度预测数据(历书)。
SpaceX 在 Space-Track.org 上分享传播的历书和协方差(预测的统计不确定性)数据,并鼓励其他所有运营商也这样做,因为这有助于更准确地计算碰撞风险。SpaceX 还正在努力简化任何人访问我们历书的方式,以消除查看我们数据时登录 Space-Track.org 的任何要求。
除了提供我们的卫星历书外,SpaceX 还自愿向联邦通信委员会(“FCC”)提供定期系统健康报告,这是其他运营商从未提供的服务。这些报告表明我们星座的状态,包括卫星舰队的操作状态概述以及执行的机动次数,以降低与其他物体发生碰撞的可能性。图 3 展示了从 2021 年 6 月到 2021 年 11 月期间星链执行的机动次数。

图 3:2021 年 7 月至 12 月 SpaceX 执行的机动次数(总计为 3300 次)
避碰系统
SpaceX 为每颗卫星配备了高精度的定位和预测数据,并持续与美国太空军、LeoLabs 和其他运营商共享这些信息,用于跟踪和避碰筛选。SpaceX 卫星定期从机载 GPS 下载精确轨道信息。我们利用这些轨道信息结合计划中的机动来准确预测未来的历书,并每天上传三次至 Space-Track.org。LeoLabs 从 Space-Track.org 下载我们的历书,并与美国太空军的第 18 航天控制中队一起对这些轨迹与其他卫星和碎片进行筛选,以预测任何潜在的接近事件。此类接近事件通过碰撞数据消息(CDMs)传达给 SpaceX 和其他卫星所有者/运营商,其中包括卫星状态向量、位置不确定性、机动能力状态以及所有者/运营商信息。
为了实现安全的空间操作并具有可扩展性,SpaceX 开发并装备了每颗 SpaceX 卫星上的自主避碰系统,确保它们能够机动以避免与其他物体发生潜在碰撞。如果接近事件的碰撞概率大于 1/100,000(比行业标准 1/10,000 低 10 倍),卫星将计划避碰机动。在规划任何接近事件的机动时,卫星会小心避免无意中增加其他接近事件的风险超过同一阈值。
默认情况下,星链卫星负责所有接近事件的机动责任。收到另一可机动卫星的高概率接近事件后,SpaceX 会与其他运营商协调。SpaceX 的运营商全天候待命,以协调和回应其他运营商的询问;其他运营商可以通过 Space-Track.org 获取紧急请求的联系信息。如果另一运营商希望自行承担机动责任,星链卫星可以被命令不对该事件进行机动。
除了避碰机动外,星链卫星还可以自主“俯冲”以应对接近事件,调整姿态使其在潜在碰撞方向上的截面最小化(类似于纸张边缘),从而进一步降低碰撞概率(见图 4)。

图 4:SpaceX 的“俯冲”机动(右侧)减少了潜在碰撞方向上的面积,与最坏情况姿态(左侧)相比
SpaceX 的避碰系统已根据与 NASA 的太空法案协议(SAA)进行了 NASA 的碰撞评估和风险分析(CARA)项目的全面审查,并根据 SAA,NASA 依赖该系统来避免与 NASA 科学航天器发生碰撞。
SpaceX 对我们复杂且不断改进的设计、测试和运营方法感到自豪,这些方法旨在提高太空的可持续性和安全性,这对于加速太空探索并为全球提供互联网连接至关重要。我们敦促所有卫星的所有者和运营商在可持续性和安全性方面做出类似的投入,并使其运营透明化。我们鼓励所有所有者和运营商生成高质量的轨道数据和协方差,以便由第18太空管制中队进行筛选,并公开与他人分享这些信息,以最大限度地提高协调性,确保未来的太空环境可持续且安全。最终,太空的可持续性是一个可以通过适当的评估风险、信息交流以及正确实施技术和运营控制来有效管理的技术挑战。通过共同努力,我们可以确保太空在未来几代人中可供人类使用和探索。
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Shift4 的创始人兼首席执行官 Jared Isaacman,他指挥了 Inspiration4 任务,今天宣布了 Polaris 计划,这是一个开创性的努力,旨在迅速推进人类太空飞行能力,同时继续为地球上的重要事业筹集资金和提高意识。该计划将包括多达三次的人类太空飞行任务,展示新技术,开展广泛的科研工作,并最终以首次使用 SpaceX 星舰搭载人类的飞行作为高潮。
第一次任务 Polaris Dawn 预计将于 2022 年第四季度从佛罗里达州肯尼迪航天中心历史悠久的 39A 发射台发射升空。这次 Dragon 任务将利用猎鹰9号和 Dragon 的最大性能,飞得比以往任何一次 Dragon 任务都要高,并力求达到有史以来最高的地球轨道。Dragon 和 Polaris Dawn 航组将在轨道上度过最多五天的时间,在此期间,航组成员将尝试进行首次商业太空行走,开展旨在推进地球上的健康研究以及增进我们对未来长时间太空飞行中人类健康的理解的科学研究,并成为首个在太空中测试星链激光通信系统的航组,为未来前往月球、火星及其他更远目的地所需的太空通信系统提供宝贵的数据。
Polaris Dawn 任务有许多前所未有的目标,因此 Polaris 计划选择了一支彼此熟悉且具有深厚信任基础的专家团队,他们可以在此基础上共同应对此次任务的挑战。除了 Isaacman 之外,航组还包括 Scott “Kidd” Poteet,他是 Jared 团队的老成员,以及两名 SpaceX 员工 Sarah Gillis 和 Anna Menon。
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2月10日星期四,在德克萨斯州的 Starbase,SpaceX 首席工程师 Elon Musk 更新了星舰的开发情况,星舰是一种全可重复使用的运输系统,能够将乘客和货物运送到地球轨道、月球、火星以及其他更远的目的地。
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2月3日星期四下午 1:13,猎鹰9号从佛罗里达州肯尼迪航天中心的 39A 发射台(LC-39A)发射升空,运送了 49 颗星链卫星进入低地球轨道。猎鹰9号的第二级将卫星送入预定轨道,近地点约为地球表面 210 公里以上,每颗卫星都实现了可控飞行。
SpaceX 将其卫星部署到这些较低的轨道,以便在极少数情况下,如果任何一颗卫星未能通过初始系统检查,则会通过大气阻力快速将其带回地球。虽然较低的部署高度需要更强大的卫星,这对我们来说成本较高,但这是为了维持一个可持续的太空环境而必须做的正确的事情。
不幸的是,2月10日部署的卫星在周五受到了强烈地磁暴的影响。这些风暴会使大气变暖,导致我们在低部署高度处的大气密度增加。事实上,机载 GPS 显示,风暴的升级速度和严重程度导致大气阻力增加了约 50%。星链团队命令卫星进入安全模式,在这种模式下,它们会像一张纸一样侧向飞行,以最小化阻力——实际上就是“躲避风暴”——并继续与太空军的第18太空管制中队和 LeoLabs 密切合作,根据地面雷达提供卫星更新。
初步分析显示,低轨道处增加的大气阻力阻止了卫星离开安全模式开始轨道提升操作,多达 40 颗卫星可能已经再入地球大气层或即将再入。正在再入大气层的卫星不会与其他卫星发生碰撞的风险,并且按照设计会在再入大气层时销毁——这意味着不会产生轨道碎片,也不会有卫星部件击中地面。这一独特的情况展示了星链团队为确保系统处于在轨碎片减缓的最前沿所付出的巨大努力。
这是这枚猎鹰9号助推器的第三次飞行,此前它曾支持过Sentinel-6 Michael Freilich 和一次星链任务的发射。
在东部时间2021年11月11日18:32,即协调世界时2021年11月11日23:32,SpaceX的龙飞船自主对接了国际空间站。猎鹰9号于东部时间2021年11月10日21:03从佛罗里达州肯尼迪航天中心的历史性发射工位39A(LC-39A)发射升空,将飞船送入轨道。
在东部时间2021年11月11日18:32,即协调世界时2021年11月11日23:32,SpaceX的龙飞船自主对接了国际空间站。猎鹰9号于东部时间2021年11月10日21:03从佛罗里达州肯尼迪航天中心的历史性发射工位39A(LC-39A)发射升空,将飞船送入轨道。
经过199天的太空之旅,这是美国飞船最长的任务时间,载有Crew-2乘员组的龙飞船和宇航员Shane Kimbrough、Megan McArthur、Akihiko Hoshide以及Thomas Pesquet于2021年11月8日东部时间晚上10:33,在佛罗里达州彭萨科拉海岸溅落,结束了他们的返回地球之旅。
SpaceX的回收团队迅速回收了龙飞船和Crew-2乘员组。SpaceX将把龙飞船运回佛罗里达州卡纳维拉尔角进行检查和维修,以备未来的人类太空飞行任务。
此次任务标志着SpaceX和NASA商业载人计划的多个首次,包括首次搭载两名国际伙伴飞往太空,首次使用经过验证的龙飞船和猎鹰9号执行载人任务,以及首次有美国飞船连续在轨停留199天。
在绕地球轨道运行三天后,载有Inspiration4(全球首个平民轨道任务)乘员组的龙飞船于2021年9月18日东部时间下午7:06在佛罗里达州海岸安全溅落,完成了他们首次多日低地球轨道任务。
龙飞船进行了系列离轨调整燃烧,离开575公里的圆形轨道,然后在再入燃烧前抛掉了它的货舱。在重返大气层后,飞船部署了两顶引导降落伞和四顶主降落伞,为软着陆做准备。
Inspiration4由Shift4 Payments公司的创始人兼首席执行官Jared Isaacman指挥,他是一名经验丰富的飞行员和探险家。加入他的还有医疗官员Hayley Arceneaux,她是圣裘德儿童研究医院的一名助理医师,也是儿童癌症幸存者;任务专家Chris Sembroski,他是空军退役老兵和航空航天数据工程师;以及任务飞行员Dr. Sian Proctor,她是一名地质科学家、企业家和受训飞行员。
SpaceX为NASA的商业载人计划开发的龙飞船,帮助恢复了人类太空飞行能力,并已成功执行了三次将宇航员送往国际空间站(ISS)的任务。除了为NASA运送宇航员外,龙飞船还可以携带商业宇航员进入地球轨道、国际空间站或更远的地方。
今天,Axiom Space宣布,SpaceX将通过2023年,为国际空间站执行三次额外的私人乘员组任务。Axiom之前宣布,他们的首次任务将搭乘龙飞船飞往国际空间站,目前目标发射日期为2022年1月。2021年5月,Axiom宣布,宇航员Peggy Whitson和GT赛车冠军John Shoffner将担任Ax-2任务的指挥官和飞行员。
所有四支乘员组都将接受NASA和SpaceX联合提供的商业宇航员培训,SpaceX提供猎鹰9号火箭和龙飞船的操作培训,紧急准备培训,宇航服和飞船进出舱训练,以及部分和完整的模拟训练。
Axiom与SpaceX之间的合作关系日益增长,这将为更多人类进入太空提供更多机会,从而实现让人类成为多行星物种的目标。
祝贺整个SpaceX团队成功完成SN15的试飞和着陆!
这些Starship的试飞旨在提高我们对设计用于携带人员和货物进行长时间星际飞行的完全可重复使用的运输系统的理解和发展,帮助人类重返月球,并前往火星及其他更远的地方。
经过167天的太空之旅,自1974年最后的天空实验室任务以来,美国航天器执行的最长持续时间的任务,龙飞船和乘员组1号的宇航员迈克·霍普金斯(Michael S. Hopkins)、威廉·格洛弗(Victor J. Glover)、沙恩娜·沃克(Shannon Walker)和山内修一(Soichi Noguchi)于2021年5月2日周日返回地球。
龙飞船于5月1日周六晚上8:35自主脱离国际空间站。随后,飞船进行了系列脱离燃烧,以远离轨道实验室。在重返大气层前,龙飞船抛掉了它的货舱,减轻了重量,帮助节省推进剂用于脱离燃烧。飞船随后重返大气层,并部署了两枚引导伞和四枚主降落伞,为软着陆做准备。
在脱离后约6.5小时,龙飞船于2021年5月2日周日凌晨2:56在美国佛罗里达海岸溅落,完成了其首次长期运营任务。这也是自1968年阿波罗8号返回以来,美国载人飞船首次夜间溅落。
在溅落后,龙飞船和乘员组1号的宇航员迅速被SpaceX的回收团队找回。SpaceX将把龙飞船运回卡纳维拉尔角进行检查和翻新,以备未来的人类太空飞行任务。
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在2021年4月24日周六凌晨5:08(东部时间),SpaceX的龙飞船自主对接国际空间站(ISS)。此前,猎鹰9号火箭于2021年4月23日周五凌晨5:49(东部时间)从佛罗里达州肯尼迪航天中心的历史性发射台39A(LC-39A)发射升空,将飞船送入轨道。
这是首次使用飞行验证过的猎鹰9号和龙飞船执行载人太空飞行任务。支持此次任务的第一级猎鹰9号之前在2020年11月执行了乘员组1号任务,而龙飞船则在SpaceX的演示2号任务中将罗伯特·贝恩肯(Robert L. Behnken)和道格拉斯·赫尔利(Douglas G. Hurley)送往并接回国际空间站。
作为商业载人计划的一部分,NASA宇航员肖恩·金布罗和梅根·麦卡锡、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宇航员喜多义彦以及欧洲航天局(ESA)宇航员托马斯·佩斯克将乘坐龙飞船执行第二次运营任务前往空间站。这是龙飞船首次搭载两名国际伙伴,也是首次有两艘乘员组龙飞船同时连接到轨道实验室。
在大约六个月的停留之后,龙飞船和乘员组2号的宇航员将于10月31日或之后从空间站出发返回地球,在佛罗里达海岸附近的大西洋溅落。
维持月球上的人类存在需要安全且经济的宇航员和货物运输。SpaceX的星舰飞船和超级重型火箭代表了一个集成且完全可重复使用的发射、推进剂输送、会合及行星着陆系统,具备强大的能力和独特的安全功能,旨在提供这些必不可少的构建模块。
星舰将在月球轨道与月球表面之间运送宇航员及其所需的所有物资、设备和科学载荷,以进行广泛的月球表面探索。基于龙飞船和猎鹰火箭的安全性和可靠性,星舰将配备成熟的航空电子设备、导航和制导系统、自主会合、对接和精准着陆能力,以及热防护系统和宽敞的驾驶舱,驾驶舱内配备了熟悉的显示器和界面,类似于龙飞船(Dragon)。
SpaceX 正在迅速推进 Starship 的开发,借鉴了其丰富的运载火箭和发动机开发项目的经验。自 2020 年 1 月以来,SpaceX 已经建造了 10 架 Starship 原型机,每架原型机的生产和精度都在逐步提高。SpaceX 制造并测试了超过 60 台 Starship 的 Raptor 发动机,累计测试时间近 30,000 秒,包括多次 Starship 静止点火和飞行测试。我们已经进行了六次亚轨道飞行测试,包括两次 150 米跳跃和四次高空飞行。作为路径探索的一部分,SpaceX 还建造了一台全尺寸的 Super Heavy 推进器,并目前有五台车辆处于生产状态。
我们荣幸地成为 NASA 阿尔忒弥斯计划的一部分,旨在安全地将第一位女性和下一位男性送上月球表面,这是众多更多人中的第一位。
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在 3 月 30 日星期二,SpaceX 在德克萨斯州的 Starbase 发射了 Starship 的第四次高空飞行测试。与之前的高空飞行测试类似,编号为 11 的 Starship(SN11)由三台 Raptor 发动机提供升空动力,在到达近地点——大约 10 公里高度之前,每台发动机依次关闭。SN11 将推进剂从外部储箱转移到内部首舱储箱,这些储箱用于储存着陆所需的推进剂,然后重新调整姿态以准备重返大气层,并进行可控的气动下降。
在着陆燃烧开始后不久,SN11 经历了一次快速且未计划的解体。团队将继续审查数据,并朝着下一次飞行测试努力。
高空飞行测试是为了改进我们对设计用于执行长时间星际飞行的完全可重复使用的运输系统的理解与开发,帮助人类重返月球,前往火星及其他更远的地方。
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在 3 月 3 日星期三,编号为 10 的 Starship(SN10)成功完成了 SpaceX 在德克萨斯州卡梅伦县站点进行的第三次高空飞行测试。
与 Starship SN8 和 SN9 的高空飞行测试类似,SN10 也由三台 Raptor 发动机提供升空动力,在到达近地点——大约 10 公里高度之前,每台发动机依次关闭。SN10 成功地将推进剂从外部储箱转移到内部首舱储箱,然后重新调整姿态以准备重返大气层,并进行可控的气动下降。
该 Starship 原型机在主动气动控制下下降,通过车辆上独立移动的两个前缘襟翼和两个后缘襟翼来实现。四个襟翼均由机载飞行计算机控制,以在飞行过程中调整 Starship 的姿态,并使其在预定位置精确着陆。在着陆翻转机动过程中,一台 Raptor 发动机未能重新点燃,导致 SN10 以高速度着陆并经历了快速滚转(RUD)。
这些高空飞行测试是为了改进我们对设计用于执行长时间星际飞行的完全可重复使用的运输系统的理解与开发,帮助人类重返月球,前往火星及其他更远的地方。
恭喜整个 Starship 和 SpaceX 团队!
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2018 年,日本企业家 Yusaku Maezawa 宣布了世界上首个乘坐 Starship 访问月球的私人乘客任务。该项目被称为 dearMoon,这是实现普通人进入太空旅行梦想的重要一步。今天,dearMoon 项目开启了申请过程,邀请八名平民加入 Yusaku Maezawa 于 2023 年绕月一周的 Starship 任务。访问 dearMoon 网站(https://dearmoon.earth/#en)或观看上面的视频,了解更多关于如何申请以及可能成为 dearMoon 航天员的信息!
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2020 年,SpaceX 使美国再次具备了自 2011 年航天飞机最后一次飞行以来首次将 NASA 宇航员送往和送回国际空间站的能力。除了为 NASA 飞行宇航员外,Dragon 还被设计成能够运送商业宇航员进入地球轨道、空间站或更远的地方。
今天,SpaceX 宣布“星舰”Falcon 9 将于今年第四季度从佛罗里达州肯尼迪航天中心的历史性发射台 39A 发射 Inspiration4——这是世界上首个全商业载人轨道任务。Shift4 Payments 的创始人兼首席执行官贾里德·伊萨克曼(Jared Isaacman)将捐赠自己搭乘 Dragon 舱船的三个座位,并将在未来几周内向公众宣布这些座位的获得者。更多详情请访问 Inspiration4.com 了解如何有机会加入这次历史性的太空之旅。
Inspiration4 团队将在“星舰”Falcon 9 发射器和 Dragon 舱船上接受 SpaceX 的商业宇航员培训,学习轨道力学、微重力环境下的操作以及各种形式的压力测试。他们还将接受应急准备训练、宇航服和舱船进出练习,以及部分和完整的任务模拟。
这次为期多天的旅程将沿着定制的飞行路径每 90 分钟绕地球一圈,每一步都将由 SpaceX 任务控制团队仔细监控。任务结束后,Dragon 将重返地球大气层,在佛罗里达海岸附近进行软水着陆。
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在 2020 年 11 月 15 日星期日的美国东部时间晚上 11:01(协调世界时 2020 年 11 月 16 日凌晨 4:01),SpaceX 的 Dragon 在佛罗里达州肯尼迪航天中心的历史性发射台 39A(LC-39A)搭载“星舰”Falcon 9 卫星升空后,于 11 月 17 日星期三自主对接国际空间站(ISS)。
作为商业载人计划的一部分,NASA 宇航员迈克·霍普金斯(Mike Hopkins)、维克托·格洛弗(Victor Glover)、夏农·沃克(Shannon Walker)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宇航员佐伊奇·诺古希(Soichi Noguchi)搭乘 Dragon 开启了其首次六个月运营任务。在大约六个月的太空实验室停留后,Dragon 和宇航员将返回地球,在佛罗里达海岸附近的大西洋上溅落。
在 Demo-2 的第二次演示飞行任务之后,NASA 认证 SpaceX 可以执行与国际空间站之间的商业载人任务。Crew-1 是商业载人计划中 SpaceX 计划在 2020 年和 2021 年执行的三次 Dragon 人类太空飞行任务中的第一次。
将人类太空飞行带回美国,使用有史以来最安全、最先进的系统之一,标志着美国未来太空探索的一个转折点,并为前往月球、火星及其他更远地方的任务奠定了基础。
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今天,NASA 宣布认证 SpaceX 的 Falcon 9 和 Crew Dragon 人类太空飞行系统可以执行与国际空间站之间的载人任务——这是历史上首个获得此类认证的商业系统。自近 40 年前认证航天飞机以来,NASA 还从未认证过一艘飞船、一枚火箭及其地面支持系统用于定期载人飞行。
2020 年 5 月 30 日,Dragon 在 Falcon 9 上升后进行了第二次演示飞行任务,恢复了美国近十年来的人类太空飞行。这次飞行是数年开发、测试和培训的成果,始终将安全性置于首位。
SpaceX 对每一系统中的每一个组件都进行了严格的测试,包括两次与国际空间站之间的飞行测试、多次演示 Dragon 的逃逸系统(包括发射台和飞行中)、超过 700 次超级德拉科发动机测试、超过 500 次联合软捕获对接测试以验证 Dragon 对接系统的性能设计、约 800 万小时的硬件在环软件测试,以及近百次的 Dragon 救生伞测试以确保安全着陆。此外,还从二十次成功的货物补给任务和四十多次 Falcon 9 块 5 发射中获得了宝贵的知识。
SpaceX 和 NASA 预计将于美国东部时间 2020 年 11 月 14 日星期六晚上 7:49(协调世界时 11 月 15 日凌晨 0:49)执行 Crew-1 任务,这是商业载人计划中的首次乘员轮换任务。Crew-1 任务将从佛罗里达州肯尼迪航天中心的历史性发射台 39A 发射 NASA 宇航员迈克·霍普金斯(Mike Hopkins)、维克托·格洛弗(Victor Glover)和夏农·沃克(Shannon Walker),以及日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)任务专家佐伊奇·诺古希(Soichi Noguchi)。
人类太空飞行是 SpaceX 的核心使命,我们深知 NASA 交给我们安全运送宇航员往返国际空间站这一重任的重要性。我们荣幸地帮助 NASA 开启新的太空探索时代。
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北京时间 2020 年 10 月 24 日上午 11:31,SpaceX 的猎鹰 9 号火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的 40 号发射工位(SLC-40)成功发射了 60 颗星链卫星进入轨道。
猎鹰 9 号的第一级曾经支持过 2020 年 6 月的 GPS III Space Vehicle 03 任务和 2020 年 9 月的星链任务。一级分离后,SpaceX 将猎鹰 9 号的第一级火箭成功着陆在“Just Read the Instructions”无人机船上,该船位于大西洋上。大约在发射后 1 小时 3 分钟,星链卫星开始部署。
如果您想了解星链的相关新闻和服务在您所在地区的可用性,请访问 starlink.com。
这次任务也是自 2008 年猎鹰 1 号首次进入轨道以来,SpaceX 成功发射的第 100 次猎鹰火箭任务。
SpaceX 认为,实现完全可重复使用的火箭是大幅降低进入太空成本的关键突破,这将使人们能够前往并生活在其他星球上。大多数火箭在发射后都是不可回收的,就像把一架从洛杉矶飞往纽约的飞机扔掉一样——而 SpaceX 正朝着一个未来,在其中可重复使用的火箭将成为常态。
SpaceX 现已完成了 100 次成功的猎鹰火箭任务,其中 63 次成功回收了第一级助推器,并且 45 次重新使用了这些助推器。今年,SpaceX 两次成功实现了轨道火箭助推器的第六次飞行。自 2010 年演示任务以来,猎鹰 9 号已经成为美国最常使用的现役火箭,超过了那些已经运行数十年的不可回收火箭。
在猎鹰 9 号以超音速速度重返地球大气层进行精准着陆的难度不容忽视——SpaceX 仍然是世界上唯一一家能够完成这项任务的发射服务提供商。高达 14 层楼的高度,以每秒 1300 米(近 1 英里/秒)的速度飞行,稳定猎鹰 9 号的第一级助推器以便着陆,就像在飓风中试图平衡一根橡胶扫帚一样困难。虽然回收和重新使用轨道火箭助推器现在似乎已经变得常规,但开发出能够在重返大气层后承受冲击并返回地面的猎鹰火箭,普遍被认为是不可能的——而 SpaceX 在通往可重复使用的道路上学到了许多宝贵的经验。
SpaceX 在飞行验证火箭和飞船方面的成就,使我们能够进一步提高舰队的可靠性和可重复使用性,并为下一代完全可重复使用的重型运载火箭 Starship 的研发提供信息。Starship 的完全可重复使用能力将降低太空飞行的成本,有助于人类重返月球、前往火星,并最终成为多行星物种。
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在即将到来的猎鹰 9 号发射 GPS III-4 之前,美国太空军的太空与导弹系统中心(SMC)今天宣布与 SpaceX 达成协议,旨在回收第一级助推器,并且这是首次在国家安全太空发射(NSSL)任务中使用之前飞行过的助推器来执行未来的 GPS 任务。SpaceX 非常自豪能够利用其飞行验证的能力来执行国家安全太空发射任务。
SpaceX 最近还被美国太空军选中,将在接下来的五年内执行关键的国家安全太空发射任务。SpaceX 将继续利用与美国空军和国家侦察局多年来的合作,使用现役成熟的猎鹰火箭舰队,该舰队已获得 NSSL 认证,并已完成总计 95 次轨道任务,服务于各种客户。凭借 猎鹰 9 号 和 猎鹰重型 ,SpaceX 能够为每个客户的需求提供每种类型的国家安全太空发射服务,具有显著的性能和时间优势。
为了满足或超越国家安全太空发射计划的严格和独特要求,SpaceX 在过去几年中投入超过十亿美元的资金,用于改进猎鹰火箭舰队及其相关地面基础设施、制造工艺、有效载荷整合程序以及任务保障程序。这种多年的私人投资反映了 SpaceX 对可靠地将客户有效载荷送入轨道的坚定承诺。随着 SpaceX 将竞争带回国家安全太空发射领域,美国空军节省了大量宝贵的纳税人资金。
SpaceX 很荣幸能够凭借系统能力、时间准备情况和系统风险的最高评分,为美国太空军提供混合了新型和飞行验证火箭的解决方案。我们期待利用这种广泛的能力建立起持续为国家提供最可靠和最经济的发射服务的能力。
在这次试飞中,SN5 使用了一台 Raptor 发动机——一台可重复使用的甲醇氧全流量阶段燃烧火箭发动机。这次试飞是 SpaceX 全面可重复使用运输系统的重要一步,该系统旨在将人员和货物运送到地球轨道、月球、火星及其他更远的地方。
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在 2020 年 5 月 30 日星期六,SpaceX 的猎鹰 9 号火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心的 39A 发射区(LC-39A)发射了载人龙飞船的第二次演示任务 (Demo-2),搭载了 NASA 宇航员鲍勃·贝恩肯和道格·赫尔利。2020 年 5 月 31 日星期日,龙飞船自主对接国际空间站。
63 天后,载人龙飞船于 2020 年 8 月 2 日星期日成功溅落于佛罗里达州彭萨科拉海岸附近的墨西哥湾,时间是东部夏令时下午 2:48。这次试飞标志着美国恢复了载人航天飞行,并且是商业公司首次成功将宇航员送入轨道并安全返回的历史性时刻。
Demo-2 任务也是 SpaceX 的载人航天系统最终的主要测试里程碑,该系统需通过 NASA 认证以执行国际空间站的运营载人任务。随着 Demo-2 任务的完成,SpaceX 和 NASA 团队正在审查所有数据以获得认证,以便 NASA 宇航员维克多·格洛弗、迈克·霍普金斯、莎娜·沃克以及 JAXA 宇航员佐伊一·诺古希能够搭乘龙飞船执行其首次为期六个月的运营任务(Crew-1),目标日期为九月底。
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在 2020 年 5 月 30 日星期六下午 3:22,SpaceX 的猎鹰 9 号火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心的 39A 发射区(LC-39A)发射了载人龙飞船的第二次演示任务 (Demo-2),并于次日自主对接国际空间站。搭载鲍勃·贝恩肯和道格·赫尔利的这次载人试飞,将人类航天飞行带回了美国。
Demo-2 是 SpaceX 的载人航天系统最终的主要测试里程碑,该系统需通过 NASA 认证以执行国际空间站的运营载人任务。SpaceX 正在用一种最安全、最先进的系统将人类航天飞行带回美国,而 NASA 的商业载人计划则是美国未来太空探索的一个转折点,为未来的月球、火星及其他更远的太空任务奠定了基础。
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SpaceX 正在发射星链卫星,以在全球范围内提供高速、低延迟的宽带连接服务,包括那些传统上互联网费用过高、不可靠或完全无法到达的地方。我们也坚信每个人都应该有机会享受自然的夜空,因此我们一直在与世界各地的顶尖天文学家合作,更好地理解他们的观测细节,并寻找减少卫星亮度的方法。我们的目标包括:
在发射后一周内让卫星对肉眼变得基本不可见。
我们通过改变卫星的飞行方式来实现这一点,使其在达到运行高度时,以太阳刀刃的角度飞行。我们正在尽快为所有卫星实施这一软件更改。
通过使卫星变暗,减少对天文观测的影响,避免探测器饱和。
我们通过在卫星上增加一个可展开的遮阳板来阻挡阳光照射到飞船最亮的部分,从而实现这一目标。第一个单位将在下一次发射中飞行,到六月份的第九次发射时,所有未来的星链卫星都将配备遮阳板。此外,有关我们卫星轨道的信息可以在 space-track.org 上找到,以帮助天文学家安排观测计划。我们希望收到关于如何改进这些信息的实用性和及时性的反馈。
为了更好地解释亮度减轻措施的细节,我们需要更详细地介绍星链卫星的工作原理。
星链卫星轨道
星链卫星有三个飞行阶段:(1)轨道提升,(2)停泊轨道(距离地球约 380 公里),(3)在轨运行(距离地球约 550 公里)。在轨道提升阶段,卫星使用推进器在几周内提高高度。有些卫星直接进入在轨运行状态,而另一些则在停泊轨道暂停,以允许卫星进行轨道平面的偏转。一旦卫星进入在轨运行状态,它们会重新配置,使天线面向地球,太阳能阵列竖直起来,以便跟踪太阳以最大化电力生成。由于这一操作,卫星变得更为黑暗,因为地面可见的太阳能阵列面积大大减小。
目前,大约一半的超过 400 颗卫星已经进入在轨运行状态,另一半则处于轨道提升或停泊轨道阶段。卫星在其生命中的大部分时间都处于在轨运行状态,但只有很小一部分时间用于轨道提升或停泊轨道。重要的是要注意,任何时候,只有大约几百颗卫星处于轨道提升或停泊轨道状态。其余的卫星则位于运行轨道的在轨运行状态。
Starlink 卫星的设计受到其飞行高度较低这一事实的影响,与其他通信卫星相比,它们的飞行高度要低得多。我们这样做是为了优先考虑太空交通的安全,并尽量减少信号从卫星传送到用户之间的延迟。由于飞行高度较低,阻力成为设计中的一个重要因素。在轨道提升期间,卫星必须尽可能减小其相对于“风”的截面面积,否则阻力会导致它们脱离轨道。高阻力是一把双刃剑——它意味着操控卫星很棘手,但也意味着出现故障的卫星会迅速且安全地在大气层中烧毁。这减少了轨道碎片或“太空垃圾”的数量。
这种低阻力和推进飞行配置类似于打开的书本,其中太阳能板平铺在车辆前方。当 Starlink 卫星进行轨道提升时,它们会在功率生成矢量方向上滚动一定的角度,始终使截面面积最小化,同时确保天线面向地球以保持与地面站的联系。
卫星可见性
卫星在日出或日落时从地面可见。这是因为卫星被太阳照亮,而地面上的人或望远镜处于黑暗中。这些条件只在 Starlink 90 分钟轨道的极小部分时间内发生。
这个简单的示意图解释了为什么在轨道提升期间的卫星比在轨道上的卫星更亮。在轨道提升期间,当太阳能板展开成开放书本时,阳光可以反射到卫星的主体和太阳能板上并照射到地面。一旦进入轨道,只有卫星底盘的某些部分能够反射光线到地面。
卫星亮度的物理原理
观测亮度是衡量从地球上观察到的恒星或物体的明亮程度的一种度量。这是一个反向对数尺度,因此较大的数字对应较暗的物体。一颗星的视星等为 3 的亮度大约是视星等为 4 的星的 2.5 倍。根据我们和天文界成员所进行的观测,目前在轨道上的 Starlink 卫星平均视星等为 5.5,而在轨道提升期间则更亮。裸眼可见的物体视星等通常在 6.5 到 7 之间(裸眼可见性在大多数郊区约为 4),我们的目标是在 Starlink 卫星的整个使命阶段使其视星等达到 7 或更高。
Starlink 卫星的亮度主要由两种类型的反射造成:漫反射和镜面反射。漫反射发生在光线向多个方向散射的情况下。想象一下,用手电筒照向一面白色墙壁。镜面反射发生在光线反射到特定方向的情况下。例如,镜子上反射的阳光光泽。漫反射是地面上观测到亮度的主要来源,因为漫反射可以向各个方向传播。只要卫星可见,你就能看到漫反射。这就是为什么 Starlink 卫星能在夜空中产生“珍珠链”效果的原因。虽然直觉上可能有些反常,但 Starlink 卫星的闪亮部件实际上是一个较小的问题。无论是漫反射还是镜面反射,高反射率有助于卫星在太空中保持凉爽。当阳光照射到航天器的镜面反射表面并反射时,绝大多数光线会朝镜面反射的方向(通常是远离地球的方向)传播,而不是朝向地球。偶尔会发生这种情况,但光泽通常只持续一秒钟或更短时间。事实上,除非你在正确的几何位置,镜面反射表面通常是卫星中最暗的部分。
Starlink 卫星亮度最大的原因是底部的白色漫反射相控阵天线、侧面的白色漫反射抛物面天线(未在下方显示)以及太阳能板背面的白色漫反射部分。这些表面都是白色的,以保持温度较低,防止组件过热。降低 Starlink 卫星亮度的关键在于防止阳光照射到这些白色表面并通过反射照亮地面观察者。在轨道提升和停泊轨道期间,太阳能板占据了主导地位,因为其表面积更大。然而,一旦卫星到达其工作高度,天线将成为主导因素,因为太阳能板的明亮背面会被阴影遮挡。
正在实施的解决方案
我们采取了一种实验性和迭代的方法来降低 Starlink 卫星的亮度。轨道亮度是一个极其复杂的问题,难以通过分析解决,因此我们在地面和轨道上进行了大量的测试。
例如,今年年初我们推出了DarkSat,这是一种实验卫星,在这种卫星中,我们将相控阵和抛物面天线设计成应对在轨亮度问题。这使得卫星的亮度降低了约55%,通过对比DarkSat与其他附近的Starlink卫星的差异光学测量得到了验证。这种亮度降低几乎足以使卫星在目视观测时变得不可见。然而,太空中的黑色表面会变热并反射一些光线(包括红外光谱),因此我们正在推进太阳遮阳板解决方案。这种方法避免了由于使用黑色油漆而导致的热问题,并且预计比DarkSat更暗,因为它将阻止所有光线到达白色的散射天线。
早期任务(轨道提升和停泊轨道)滚转机动
由于遮阳板旨在帮助在轨时减少亮度,它不会遮挡太阳能板的背面,这意味着它不会妨碍轨道提升和停泊轨道时的亮度。为此,我们正在研究改变卫星从插入轨道到停泊轨道飞行的方式。
目前,我们正在测试让卫星滚转,使其面向太阳的向量与卫星本体共面,即卫星刀刃般地对准太阳。这可以通过在预cession轨道上进行轨道提升和停泊来实现,因为我们不需要将天线约束为朝向地面以提供互联网覆盖。然而,实施这一方案有几个细微的原因使其复杂。首先,将太阳能板远离太阳会减少卫星可用的电力。其次,因为天线有时会被滚转远离地面,所以与卫星的接触时间会减少。第三,星跟踪相机位于机架的两侧(这是它们唯一可以放置并拥有足够视野的地方)。将卫星刀刃般地对准太阳可能会导致一个星跟踪器直接指向地球,另一个直接指向太阳,从而导致卫星姿态知识受损。
由于上述限制,卫星在某些情况下可能无法完全滚转到真正的太阳刀刃位置。这可能导致在轨道提升阶段偶尔有一组Starlink卫星在轨道的一部分中暂时可见。
在轨亮度
卫星大部分时间都在在轨状态下度过,在此期间它们总是以鲨鳍配置出现在可见轨道上。在这种配置下,我们可以调整太阳能板的位置,使其从其主要镜面反射的太阳能板上反射光线远离地球,并部分隐藏在机架后面。主要剩余的目标是阻挡相控阵和天线直接面对太阳。目标是覆盖白色相控阵天线和卫星侧面的抛物面天线。
利用我们较低的轨道高度和平坦的卫星几何形状的优势,我们为卫星设计了一个RF透明的可展开遮阳板,该遮阳板可以阻挡光线到达大部分卫星本体及其主要部分的散射部分。该遮阳板在发射时平铺在机架上,在卫星与Falcon 9分离后展开。遮阳板通过阻止光线到达天线来防止光线反射到散射天线上。这种方法不仅避免了由于表面变暗而导致的热影响,而且应该对亮度降低产生更大的影响。正如之前所提到的,第一个VisorSat原型将在5月发射,我们将在6月前让所有卫星都配备这些黑色、镜面的遮阳板。Starlink卫星侧面的抛物面天线也配备了类似遮阳板的覆盖层,使其变暗。
我们在这一努力中与领先的天文团体进行了合作——特别是美国天文学会和韦拉·C·鲁宾天文台——以更好地了解天文界的方法和仪器。与美国天文学会的合作,我们通过定期与天文学家工作组的通话,讨论技术细节、提供更新,并探讨如何在未来保护天文观测。关于我们的部分会议的帖子可以在这里找到。这个工作组中的一位成员提供的特别有用的演示文稿可以在这里找到。
虽然社区的理解对于解决这个问题至关重要,但没有具体细节,工程问题很难解决。韦拉·C·鲁宾天文台被反复标记为最难解决的问题之一,所以我们已经花费了过去几个月的时间与那里的一个技术团队紧密合作,以解决这个问题。除了其他有用的想法和讨论外,韦拉·C·鲁宾团队还提供了我们用来指导工程努力的目标亮度降低值。
由于其巨大的光收集面积和宽广的视野,维拉·鲁宾望远镜被视为对卫星观测影响最大的极限案例。这两个特性共同作用,产生了对卫星观测的完美风暴。大多数天文系统只观察天空中极小的一部分(不到1度),这意味着在给定的观测中,卫星穿过成像系统的可能性极其微小。相反,具有非常大视野的系统通常并不特别敏感,这意味着虽然会出现拖影,但它们对整体数据收集的影响较小。这就是为什么我们一直与鲁宾天文台团队紧密合作的原因。事实上,尽管拥有宽广的视野,维拉·C·鲁宾天文台仍然足够灵敏,可以在月球上检测到阳光下的高尔夫球。
那么,我们能做些什么来减轻对这些宽视野快速巡天望远镜边缘情况的影响呢?
最小化对天文学的影响
更大的望远镜如维拉·C·鲁宾天文台的巨大收集面积使其具有极高的灵敏度,以至于即使是最暗的卫星也会变得可见。它们如此灵敏,以至于不可能建造不会产生拖影的卫星,在典型的长时间曝光中也是如此。有许多方法可以减少卫星拖影的影响,这始于对天文传感器工作原理的理解。
天文学界已经很好地教育了我们关于他们的成像技术。光学系统使用镜子或透镜将光线聚焦到成像传感器上。大多数光学天文仪器使用称为电荷耦合器件(CCD)的传感器作为探测器,因为天文学目标,如遥远的超新星和星系,通常是暗淡的——处于传感器能够检测到的极限范围内。对于这些应用,CCD的低噪声水平使得在给定图像中获得更高的信噪比成为可能,从而更容易看到宇宙中非常微弱的特征。
然而,CCD存在一个关键缺点:与其他常见的传感器,如您手机中的CMOS传感器相比,当您将手机对准明亮的光源时,所有像素都会饱和并变成该亮源区域的白色。如果您用使用CCD传感器的光学系统观察同一目标,会注意到这个亮斑延伸并创建垂直条纹在图像上。
这种差异归因于每种传感器类型读取每个像素值的方式。虽然CMOS传感器在每个像素处基本上都有一个放大器,将收集到的光线转换为数字值,但CCD传感器只有有限数量的放大器,并且通过移动以电子形式存在的收集光线来读取传感器,从而进行数字化。这种机制意味着CCD上的饱和像素往往会清除整个像素列的数据。
这种现象通常被称为“溢出”,是如何非常小但明亮的光源影响天文观测的一个例子。这一原则是我们缓解措施的核心。虽然不可能制造出完全不可见的卫星,但通过降低卫星的亮度,我们可以使现有的处理类似问题的策略,例如帧堆叠,变得更为有效。
未来的卫星
SpaceX致力于使未来的卫星设计尽可能暗。下一代卫星将利用星舰的独特发射能力,专门设计以最小化亮度并增加可以提供高速互联网接入的消费者数量。
虽然SpaceX是第一个解决卫星亮度问题的大规模星座制造商和运营商,但绝不会是最后一个。随着发射成本继续下降,更多的星座将会出现,他们也需要确保自己的卫星光学特性不会给地面观测者带来麻烦。这也是为什么我们正在努力在未来让这个问题更容易解决。
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SpaceX 和 NASA 计划于5月27日在佛罗里达州肯尼迪航天中心的历史性发射工位39A进行猎鹰9号(Falcon 9)火箭搭载龙飞船(Crew Dragon)的第二次演示任务(Demo-2)。作为 NASA 的 商业载人计划 的一部分,NASA 宇航员鲍勃·贝恩肯(Bob Behnken)和道格·赫尔利(Doug Hurley)将是首批乘坐龙飞船执行 Demo-2 任务往返国际空间站的美国宇航员。这次任务标志着美国火箭从美国本土恢复载人飞行。
为了纪念美国火箭在美国本土恢复载人飞行,NASA 为 Demo-2 复活了他们的蠕虫标志。
在为 Demo-2 做准备的过程中,SpaceX 已经完成了 NASA 商业载人计划的重要里程碑。2019年3月,SpaceX 完成了 Crew Dragon 的端到端测试飞行,没有搭载 NASA 宇航员,使龙飞船成为第一艘自主对接国际空间站并安全返回地球的美国飞船。
在2020年1月,SpaceX 在佛罗里达州肯尼迪航天中心的39A发射台展示了“载人龙飞船”的飞行中逃逸能力,以确保在发射台或升空过程中发生紧急情况时,能够可靠地将乘员安全撤离。SpaceX 已完成了超过700次对飞船SuperDraco发动机的测试,这些发动机全速运行时可以在7.5秒内将龙飞船推进0.5英里,使飞船加速超过400英里每小时。
SpaceX 还完成了27次改进版Mark 3降落伞设计的测试,这种降落伞将为从国际空间站返回地球的宇航员提供安全着陆。这些测试包括13次成功的单降落伞投放测试、12次成功的多降落伞测试,以及在载人龙飞船的飞行中紧急脱离测试 中成功演示了升级的降落伞系统。
此外,SpaceX 和 NASA 联合执行了一系列从发射到对接、再到离开和着陆的任务模拟,进行了完整的发射台救援操作演示,并在 Demo-2 龙飞船上进行了关键乘员飞行硬件的全面集成测试,NASA 宇航员鲍勃·贝恩肯(Bob Behnken)和道格·赫尔利(Doug Hurley)穿着 Demo-2 宇航服参与了这次测试。
Demo-2 是 SpaceX 的载人航天系统最终的重大测试,该系统需通过 NASA 的认证才能执行与国际空间站相关的运营任务。一旦 Demo-2 测试完成,SpaceX 和 NASA 团队将审查所有数据以完成认证,届时 NASA 宇航员维克多·格洛弗(Victor Glover)、迈克·霍普金斯(Mike Hopkins)、夏农·沃克(Shannon Walker)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宇航员佐伊奇·诺古希(Soichi Noguchi)将被指派执行龙飞船首次为期六个月的运营任务(Crew-1),该任务计划在今年晚些时候进行。
SpaceX 正在将载人航天带回美国,其系统是迄今为止最安全、最先进的系统之一,而 NASA 的商业载人计划则是美国未来太空探索的一个转折点,为未来的登月、登陆火星及其他深空任务奠定了基础。
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2020年1月19日星期日,SpaceX 在佛罗里达州肯尼迪航天中心的39A发射台成功完成了载人龙飞船的飞行中逃逸能力测试。此次测试没有搭载 NASA 宇航员,展示了在升空过程中发生紧急情况时,载人龙飞船能够可靠地将乘员安全撤离的能力。猎鹰9号火箭和龙飞船于上午10:30(东部时间)或下午15:30(协调世界时)起飞,大约在飞行1.5分钟后启动了逃逸序列。
载人龙飞船的八台 SuperDraco 发动机以超过400英里每小时的速度将飞船从猎鹰9号上推离。分离后,龙飞船的整流罩被释放,降落伞被部署,首先是两个引导降落伞,然后是四个升级版的Mark III降落伞。龙飞船安全地溅落在大西洋中,SpaceX 的回收团队成功将其回收到公司的回收船上。您可以在上方观看此次发射的回放,并了解更多关于此次任务的信息 在这里 。
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SpaceX 的星舰和超级重型运载火箭是一款完全可快速重复使用的运输系统,旨在将人员和货物送至地球轨道、月球、火星以及其他太阳系内的任何地方。2016年9月1日星期六,在我们位于德克萨斯州卡梅伦县的发射设施中,SpaceX 首席工程师埃隆·马斯克(Elon Musk)更新了星舰的设计和发展情况。
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2016年9月1日上午9:07,在 AMOS-6 任务的标准预发射静态点火测试期间,卡纳维拉尔角空军基地的40号发射台(SLC-40)发生了异常事件,导致飞船和有效载荷的损失。
根据 SpaceX 的事故调查计划并经 FAA 批准,成立了调查小组。作为主要的联邦许可机构,FAA 提供了监督和协调,由 SpaceX 领导了此次调查,得到了联邦航空管理局(FAA)、美国空军(USAF)、国家航空航天局(NASA)、国家运输安全委员会(NTSB)以及几位行业专家的帮助。
调查人员检查了超过3000个视频和遥测数据通道,覆盖了一个非常短暂的时间线——从出现异常数据的第一个迹象到第二级失效只有93毫秒,随后飞船也失去了。由于故障发生在地面,调查人员还能够审查脐带数据、地面视频和物理碎片。为了验证调查分析和结论,SpaceX 在加利福尼亚州哈沃恩和德克萨斯州麦格雷戈的设施中进行了广泛的测试。
事故调查团队系统地进行了详细的故障树分析,最终得出结论认为第二级液氧(LOX)罐内部的三个复合材料缠绕压力容器(COPVs)之一发生了故障。具体来说,调查团队认为故障很可能是由于COPV衬里和外层之间的氧气积聚在一个空洞或衬里的褶皱中,引发了点燃并导致了COPV的后续失效。
Falcon 9 的每一级都使用低温氦气储罐(COPVs)来储存低温氦气以维持罐体压力,而每个 COPV 由铝制内层和碳纤维外层组成。回收的 COPV 显示出内层有褶皱。虽然褶皱本身没有被证实会自行导致 COPV 爆裂,但调查人员得出结论认为,在外层下方,超低温液氧可能会积聚在这些褶皱中。当加压时,积聚在褶皱中的氧气可能会被困住;随后,断裂的纤维或摩擦可能会点燃外层中的氧气,从而导致 COPV 失效。此外,调查人员还确定,氦气的装载温度足够低,以至于可以形成固态氧(SOX),这进一步增加了氧气被困住以及摩擦点火的可能性。
调查团队确定了 COPV 失效的几个可信原因,所有这些原因都涉及到超低温液氧或 SOX 在外层下方褶皱中的积聚。纠正措施针对所有可信的原因,并集中在避免导致这些可信原因的条件上。短期内,这包括改变 COPV 配置以允许装载较高温度的氦气,以及恢复基于超过 700 次成功装载的先前飞行验证配置的氦气装载操作。长期来看,SpaceX 将对 COPV 进行设计更改,以彻底防止出现褶皱,从而实现更快的装载操作。
SpaceX 计划于 1 月 8 日从范登堡太空发射 complexes(SLC-4E)进行 Iridium NEXT 发射,重返飞行。在整个过程中,SpaceX 非常感谢我们的客户和合作伙伴的支持,并期待在 2017 年及以后履行我们的发射计划。