如果说一个月多前的星舰第五飞,属于开发测试5年来最具挑战性、最具颠覆性的一次测试飞,那么即将第六飞就是IFT-5 Plus(增强版第五飞)。套用奥运会slogan的说法就是「星舰第六飞追求更好、更准、更强」,为第一代星舰系统画上完美句号,为第二代星舰惊艳登场奠定基石。
发射时间
SpaceX更新星舰第六飞时间,推迟24小时发射窗口:美中时间11月19日16:00~16:30(北京时间11月20日6:00~6:30)。
原计划最早于美国中部时间11月18日16:00~16:30(北京时间11月19日6:00~6:30)。
SpaceX并未给出推迟理由,但原因不外乎主要有技术故障排查、安全检查、团队准备、天气条件等。
飞行路径
IFT-6飞行路径与IFT-5一样,从德州星舰基地发射,升空7分钟后超重型原位捕获回收,升空65分钟后星舰飞船在南印度洋海域软着陆溅落。IFT-6飞行轨道仍属于跨大气层轨道(TAO),轨道高度-50x235公里,赤道倾角26.5°,绕地飞行半圈。
星舰第六飞飞行剖面图▼
不同的是,IFT-6在日落时分发射,日出时分星舰飞船软着陆。而IFT-5是在日出时分发射,夜幕时段星舰飞船软着陆。
之所以选择这一时间段发射,而不像前5次选在当地上午发射,最重要考量因素在于为了更好地观测星舰着陆。第六飞测试重点之一就是进一步验证星舰飞船以更高精度着陆能力。因此测试团队希望获得更清晰、更全面的飞船着陆影像。当星舰飞船S31飞越半个地球、跨越13个时区之后,计划执行水面软着陆,既定目标着陆区位于靠近澳大利亚西岸的南印度洋海域,着陆区处在东七时区(北京时间属于东八时区)。当星舰着陆时,正值当地时间日出时分早上6时许,这会为提前设置在溅落点的无人摄像机以及远处观测人员,提供更好的光学拍摄和视觉观察条件,以便获得更高清更全面的飞船着陆影像,为后续尝试捕获飞船提供必不可少的飞行信息。
发射程序
IFT-6发射操作流程如下▼
01
倒计时阶段
T-01:15:00,即发射倒计时1小时15分,星舰发射总监开始确认各部门预备状况,并且投票决定是否加注推进剂,核准后下达加注指令。
T-00:00:30,倒计时30秒,发射总监下达发射指令。
T-00:00:10,倒计时10秒,启动发射台喷水降噪系统。
T-00:00:03,倒计时3秒,超重型B13发动机控制器启动点火程序。33台猛禽发动机全部点火。
02
发射升空阶段
T+00:00:00,星舰组合体B13+S31蓄势待发,待33台猛禽增至指定推力。
T+00:00:02,超重型火箭B13+星舰飞船S31组合体从1号发射台起飞。
T+00:01:02,上升阶段通过最大空气阻力点(Max-Q),即火箭经受空气动力应力峰值。
T+00:02:32,B13关闭30台猛禽发动机,只保留3台中心发动机点火,并以50%推力运行。这一操作与IFT-2、IFT-3、IFT-4、IFT-5几乎相同,为接下来热分离做准备。
T+00:02:39,启动热分离。先是S31启动6台猛禽发动机点火程序,随即超重型和星舰飞船之间的连接解锁,通过发动机尾流推力作用到超重型顶部的热分离环,顺利实现一二级分离操作。这是星舰第五次进行热分离操作(IFT-2、IFT-3、IFT-4、IFT-5、IFT-6)。热分离后,B13开始翻转机动,为返航调整姿态。
03
超重型返回阶段
T+00:02:44,B13启动返航点火,重新点燃中间圈和内圈的13台发动机,持续点火54秒。
T+00:03:40,B13抛弃火箭顶部的热分离环,这是继星舰第四飞之后第三次执行这类操作,目的是减轻返航时的火箭质量,提高着陆回收的精度。热分离环重约9吨,高约1.83米,从星舰第二飞(IFT-2)开始使用。第二代星舰将使用更轻的热分离环,不再采用不可复用的抛弃型,而是永久固定在超重型火箭顶部,与火箭主体一样可完全复用。
T+00:03:50前后,发射总监确认发射塔状态正常,符合B13返回执行捕获回收的条件。按计划在捕获回收前,测试团队会对超重型火箭、发射塔及其捕获机械臂回收系统进行数千项检查,以确认满足数以千计的安全标准。只有完全符合回收标准后,由发射总监手动发出操作指令,否则B13默认进入着陆点火程序,在墨西哥海湾受控海上溅落。
T+00:05:10前后,发射总监发出B13返回发射塔的指令。
T+00:06:25,B13减速至跨音速。超重型火箭返回时从超音速减速,会导致着陆区周围区域出现音爆。周围区域的居民通常会听到短暂、雷鸣般的噪声。
T+00:06:38,B13开始着陆点火,相继启动中心3台和中圈10台发动机点火。此时飞行高度1~2公里,速度略高于音速。
T+00:06:45前后,B13中圈10台发动机关机,只保留中心3台发动机点火,中圈10台持续点火约7秒。此时飞行高度不到1公里,速度约250公里/小时。
T+00:06:50前后,在3台中心发动机反推减速控制下,B13以大约60公里/小时的速度,进入发射塔的捕获机械臂之间,高度约200米。
T+00:07:00前后,B13悬停于机械臂(筷子)之间,通过机械臂两侧导轨上的插槽与B13栅格翼下方的两个挂载点对齐,将其接住,即空中捕获。随即B13关闭3台中心发动机。这意味着SpaceX再度成功演绎「筷子夹火箭」创举。
04
飞船再入着陆阶段
一二级热分离后,星舰飞船S31的6台猛禽发动机持续长时间点火(5分48秒)。
T+00:07:59,3台真空版发动机关机熄火。
T+00:08:27,3台海平面版发动机关机熄火。S31开始滑行,远地点预定高度235公里,绕行地球近半圈。星舰第五飞属于跨大气层轨道:-50×235公里,赤道倾角26.5°。第六飞与第五飞、第四飞、第三飞的预定轨道一致,但远地点有所不同。
T+00:37:46,S31在轨启动单台猛禽真空点火。这是星舰第一次尝试太空点火(IFT-3原计划尝试,因飞船姿态不稳而取消),启动单台真空猛禽发动机进行短暂点火,可以将飞船飞行轨道稍微向前推进,TokenPocket官网这样会让飞船以更大的攻角进行再入,以减慢水平速度,有助于飞船以更高精度着陆。这项测试之所以重要,因为这是星舰未来进行全轨飞行、部署卫星、捕获回收的必要条件。
T+00:45:30前后,S31进入100公里高度,开始再入阶段。星舰迎风面开始显现橘红色。这是由于星舰高速飞行与大气摩擦升温出现的等离子体场。随着飞行高度降低,高温等离子场显现越加明显。
T+00:47:15前后,S31降至85公里,飞船襟翼开始进行气动控制,速度21.8马赫。
T+00:49:00前后,S31开始进入强加热阶段,高度75公里,速度21.6马赫。
T+00:53:00前后,强加热阶段过半,S31高度69公里,速度18.8马赫。
T+00:54:30前后,S31启动发动机预冷却。
T+00:57:00前后,强加热阶段即将结束,进入高动压阶段。高度58公里,速度14.5马赫。
T+01:00:50前后,S31经历下降阶段最大动压,高度42公里,速度6.5马赫。
T+01:02:06前后,S31快速下降,速度为2马赫,高度26公里。
T+01:03:00前后,S31速度降至音速,高度21公里。
T+01:03:12前后,S31以腹部向下姿态降落,速度降至亚音速,高度16公里。
T+01:04:56前后,S31开始转身着陆(Landing Flip),为了发动机点火将星舰舰身由水平翻转为垂直于地面。
T+01:05:01前后,S31启动3台中心发动机着陆点火(LandingBurn)。这将是星舰史上第四次演绎“神龙摆尾”这一高难动作。前三次分别是2021年5月5日SN15高空试飞时首次演绎,2024年6月6日S29轨道级试飞时首次演绎,2024年10月13日S30再度上演。
T+01:05:24前后,S31速度降至7公里/小时以下,以垂直姿态在海上溅落,先是船尾落入水中,然后船身翻转。
星舰软着陆阶段,正值当地日出时分,为提前设置在海面上的摄像机提供了绝佳拍摄条件,高清记录S31海上软着陆全过程,也为全球观众透过星链网络直播画面而看得一清二楚。
这次测试目标之一:验证S31达到厘米级的高精度着陆能力。一旦实现,将远高于星舰第五飞S30达到10米级的着陆精度。测试团队希望通过实测S31精准软着陆,进一步验证星舰高精度着陆能力,为第二代星舰尽早尝试原位捕获回收做准备。
IFT-6主要测试目标
01
星舰首次尝试真空点火
这将是星舰第一次尝试太空点火,启动单台真空猛禽发动机进行短暂点火,可以将飞船飞行轨道稍微向前推进,这样会让飞船以更大的攻角进行再入,以减慢水平速度,有助于飞船以更高精度着陆。这项测试之所以重要,因为这是星舰未来进行全轨飞行、部署卫星、捕获回收的必要条件。
02
进一步验证星舰更高精度着陆能力
预期目标达到厘米级精度,一旦达成该目标,为星舰第七飞率先尝试空中捕获回收奠定稳固基石,也为明年第二代星舰高频次亮相测试飞打下坚实基础。
03
再次验证超重型火箭原位返航、空中捕获、卸载推进剂的全过程技术
旨在提升超重型火箭捕获回收可靠性;验证第五飞B12航空保护罩破损、脐带接口处起火、发动机喷口变形等故障的改进措施;缩短捕获回收后从超重型卸载推进剂的时间,提高快速再利用的操作效率。
04
再次验证星舰再入能力
测试之一
前襟翼能否克服前两艘星舰烧蚀痛点,并且以更高攻角飞行,故意挑战襟翼控制的极限;
测试之二
新型隔热片材料耐高温表现;
测试之三
星舰两侧拆除8列隔热片,用于测试未来星舰回收硬件的安装位置的耐高温性,该位置将用来安装回收装置(挂载点、稳定点纵梁)。
IFT-6测试预估
第五飞是星舰开发测试5年来最具挑战性、最具颠覆性的测试飞行。测试目标达成度几乎100%。首次验证超重型火箭原位捕获回收技术,使用发射塔机械臂成功捕获超重型,验证厘米级精准回收技术。并且验证星舰再入能力和软着陆能力,达到10米级精度。
基于第五飞测试成果,尤其是星舰团队快速迭代能力和高效整改措施,三体引力波预判星舰第六飞测试效果:①再度成功验证超重型火箭原位捕获回收技术,使用发射塔机械臂空中捕获超重型,完全达到厘米级以内的更高精度回收技术。②星舰首次尝试并成功在轨点火演示。③星舰顺利再入大气层。前襟翼基本完好无损,成功挑战襟翼控制的极限。新型隔热片材料承受住再入高温检验。星舰两侧拆除隔热片位置稍有烧蚀,但并不严重。④星舰S31以分米级以内的高精度软着陆,为星舰第七飞率先尝试空中捕获奠定稳固基石,也为明年第二代星舰高频次亮相测试飞打下坚实基础。
第六飞是Plus版第五飞(增强版第五飞)。套用奥运会slogan的说法就是「星舰第六飞追求更好、更准、更强」,将为第一代星舰系统画上完美句号,为第二代星舰惊艳登场奠定基石。
>End
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