SpaceX星舰第五次试飞表演“筷子夹火箭”

海潮轩 2024-10-14

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星舰第五次试飞表演“筷子夹火箭”，这有多难？算是一个奇迹吗？

星舰试飞成功，SpaceX完成首次“筷子夹火箭”回收试验

提问于2024-10-13回答 3

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回答 3

蒋院长讲航天

2024-10-13科普领域创作者

大家好，我是中国军转民产业研究院的蒋鹏飞，我认为马斯克“筷子夹火箭”是SpaceX星舰第五次试飞中最容易出问题的任务，但也有可能创造航天史上的奇迹，这让我都怀疑马斯克用筷子怎么这样好，难道他是中国人？开玩笑了，我认为这一次马斯克成功的可能性还是比较大的。

一、最有可能出现的问题

1、机械臂故障：如果机械臂在捕捉过程中出现故障或失灵，可能会导致火箭无法被稳定捕捉或发生意外坠落。为此，SpaceX需要为机械臂配备冗余系统和备用方案，以确保在紧急情况下能够迅速采取措施。

控制系统故障：如果火箭的飞行控制系统或机械臂的运动控制系统出现故障，可能会导致火箭无法正确返回或机械臂无法准确捕捉。为此，SpaceX需要建立完善的故障检测和应对机制，以确保在故障发生时能够迅速识别并采取措施。

2、天恶劣天气：如强风、暴雨等恶劣天气条件可能会影响火箭的返回轨迹和机械臂的捕捉精度。为此，SpaceX需要密切关注天气变化，并在必要时推迟发射或采取其他应对措施。

人为操作失误：如果操作人员在发射或捕捉过程中出现失误，可能会导致火箭无法正确返回或机械臂无法准确捕捉。为此，SpaceX需要对操作人员进行严格的培训和考核，并建立完善的操作规范和流程。

二、星舰回收的难点

（一）捕获系统设计与实现

1、机械臂结构与材料：为了在半空中夹住返回地球的超大型火箭，SpaceX需要使用一对长达36米、高18米的机械臂，这些机械臂必须足够坚固，以承受星舰返回时的巨大冲击力。同时，机械臂的末端需要装备精密的对接装置，以确保能够准确、稳定地捕捉星舰。

2、运动控制系统：机械臂的运动控制系统需要高度精确和可靠，以应对火箭返回时的各种不确定因素，如风速、火箭姿态等。此外，控制系统还需要具备实时调整能力，以确保机械臂能够在火箭返回的瞬间迅速、准确地移动到预定位置。

（二）火箭返回过程控制

1、姿态调整：在返回过程中，火箭需要进行精确的姿态调整，以确保其能够以正确的角度和速度接近发射台。这要求火箭具备先进的飞行控制系统和姿态调整机构。

2、引擎控制：在接近发射台时，星舰需要关闭大部分引擎，仅依靠少数引擎维持垂直下降。这要求引擎控制系统具备高度精确性和可靠性，以确保火箭能够在预定位置悬停并等待机械臂的捕捉。

（三）对接与缓冲技术

1、对接点设计：星舰火箭和机械臂之间的对接点需要设计得足够坚固和精确，以承受火箭返回时的巨大冲击力。同时，对接点还需要具备足够的灵活性和适应性，以应对火箭返回时的各种不确定因素。

2、缓冲系统：为了减轻火箭返回时对发射台的冲击，机械臂前端需要装备缓冲设备。这些缓冲设备需要具备足够的吸收能量能力和稳定性，以确保火箭能够平稳地降落在发射台上。

三、如果成功马斯克都可能封神了

尽管“筷子夹火箭”任务面临诸多挑战和风险，但SpaceX在火箭回收方面积累了丰富的经验和技术储备。通过充分的准备和模拟测试，SpaceX有可能成功实现这一壮举。

1、提升火箭回收效率：传统的火箭回收方式通常采用降落伞和着陆腿等装置来实现火箭的软着陆。然而，这种方式需要较大的着陆场地和复杂的回收流程。而使用发射塔臂来捕捉火箭可以大大缩短回收流程和时间，提高火箭回收效率。

2、降低航天发射成本：火箭是航天发射中最昂贵的部分之一。通过实现火箭的重复使用，可以大大降低航天发射成本，推动航天事业的快速发展。

3、推动航天技术创新：“筷子夹火箭”任务的成功实现将推动航天技术创新和发展。这不仅可以为未来的航天探索提供更加可靠和高效的火箭回收方式，还可以为其他领域的技术创新提供借鉴和启示。

“筷子夹火箭”任务虽然面临诸多挑战和风险，但SpaceX有可能通过充分的准备和模拟测试成功实现这一壮举，也一次成功的可能性非常大。这一任务的成功实现将具有重要意义，不仅可以提升火箭回收效率、降低航天发射成本，还可以推动全球航天技术创新和发展。如有不同意见，请关注“蒋院长讲航天”或者留言。

个人观点，仅供参考

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黄河边儿

2024-10-13

SpaceX第五次试飞的关键点是：首次使用发射场的轨道发射塔进行超级重型助推器的捕获回收。如果成功，大家应该会看到下面动画的结果：

00:02

00:08

720P

倍速

此次试飞，有以下几个主要关注点。

首先，成功发射以后，启动热分离（第二次试飞已成功），助推器和上级火箭分离，同时部分助推器的猛禽发动机逐渐关闭。（已成功过）

接着，上级火箭的六个猛禽发动机启动，继续推进；同时，助推器的33个猛禽发动机全部启动，调整状态，开始实施助推器的墨西哥湾溅落。星舰完成了一二级分离。（已成功过）

然后，助推器返航点火关闭（已成功过），同时分离掉热分离的环形分离装置（已成功过）。

之后，助推器猛禽发动机全部再次点火（已成功过），返回轨道发射塔进行超级重型助推器的捕获回收，这是此次关键点（注：第四次试飞助推器是在墨西哥湾溅落）。

同时，上级火箭在与助推器分离后，需要精准进入预定的轨道。这一步完成后，上级火箭会模拟释放有效载荷，比如卫星或其他货物。虽然此次飞行并没有携带实际的有效载荷，但会通过模拟测试火箭在轨道上部署载荷的能力。这也是此次试飞的亮点之一。

另外，此次试飞还要测试轨道加油技术，就是在太空中给火箭补充燃料，这对于远距离任务很重要。

然后，上级火箭会在6个猛禽发动机的加速下达到环绕速度，所以，关闭上级火箭上的猛禽发动机，绕地飞行。（已成功过）

最后，大约飞行40分钟后，上级火箭进入大气层，重启猛禽发动机，计划在印度洋溅落。（第三次试飞，星舰在达到环绕速度后，重返大气层的过程中失去信号，任务提前结束，第四次试飞算是成功过，有点瑕疵，因为星舰舰体损失了许多隔热瓦，并且一个襟翼受损），所以，这一次还要重点关注隔热罩性能，毕竟上级火箭将以受控方式重新进入地球大气层的过程中会经历高温高压。