马斯克给出新期待:第二次轨道发射可能空中捕获超重型

尽管星舰首次轨道级发射尚无时间表,但马斯克还是释出一针兴奋剂:有望在第二次轨道级发射之时,率先动用「机甲酷斯拉」,尝试空中捕获超重型火箭——这意味着貌似科幻级技术演示,可能就在不久的将来上演。

▲美东时间8月30日,星舰基地亮出新的大手笔:高达145米的轨道级发射塔上端,安装第一只钢架机械臂。

这是被马斯克昵称为Mechazilla(机甲酷斯拉)三只机械臂的第一只。全部安装完毕后貌似一只巨蟹钳,挂在德州南帕德里岛地区最高建筑上。

▲机甲酷斯拉由数十根重型强化钢管焊接而成。从今年6月最后一周开始焊接,经过整整两个月建造,终于安装完成第一只机械臂。

这也是今年7月底,历经近4个月「叠罗汉」组装轨道级发射塔之后,星舰基地呈现的最新杰作。

●为何要建造机甲酷斯拉?

这是SpaceX完完全全遵照执行马斯克的「第0级」理念。

根据马斯克介绍,全球现役的运载火箭队列中,进入轨道的每吨推力成本、登陆火星表面的每吨成本,都远远高出几个数量级。所以,设计星舰系统必须把尽可能多的配套质量和复杂支持系统留在地面,这点非常重要。

马斯克将地面支持/配套系统称之为「第0级」(相对于火箭第一级、第二级而言)。而Mechazilla(机甲酷斯拉)正是第0级的关键装备。

事实上,最终建成的机甲酷斯拉,除了快速吊装星舰/超重型组装星舰系统、稳固整个星舰系统外,至少还有拥有两大功能:脐带塔、超重型捕获臂。

●脐带塔

我们知道,脐带塔通常是火箭发射最重要的地面支持装备,用于支持推进剂输送管线、供电电缆、有线检测电缆等功能的塔架,所以看起来是不是一条而是多条「生命运输线」,拥有几个手臂拥抱火箭。这是火箭发射升空前与地面支持系统、发射控制设备的最后连接——火箭的生命运输线。就像小婴孩与母亲的最后连接:脐带。当启动点火之际,脐带塔才会跟火箭/航天器连接的线缆自动脱离,火箭发射升空。

Mechazilla(机甲酷斯拉)同样具有这一功能。正因为如此,机甲酷斯拉有时也被称为QD臂:全称Quick Disconnect Arm(快速分离机械臂/快速分离装备),它拥有一套快速断开的脐带连接器,临时连接到星舰基座上,为其加注推进剂、送风调温以及其他消耗品,同时连接地面供电系统和通信系统。

依照「第0级」理念,星舰设计团队需要极尽所能为星舰系统减重,尽量将配套功能留在地面,而不是塞进星舰系统。正是基于这点,SpaceX不再像猎鹰系列火箭那样通过为一级火箭进而为二级火箭加注燃料,放弃通过第一级助推器为第二级星舰提供推进剂,而是将复杂性和质量转移到地面支持系统的第0级,通过新设计建造的QD臂直接为星舰提供推进剂,从而为星舰减重,让星舰系统变得更简单更可靠。(超重型火箭直接与发射台上的另一个脐带端口连接)

●超重型捕获臂

被马斯克昵称为Mechazilla(机甲酷斯拉)的这套钢骨重装备,从名字就能看出,它的另一项更强大功能就是作为超重型火箭的空中捕获臂。

自从去年底马斯克透露这一科幻级的回收新idea之后,引发星舰粉的头脑风暴,各种空中捕获超重型火箭方案层出不穷,而更多吃瓜群众则认为这不过是又一个马斯克「疯人疯语」罢了,根本没想到这么快就亮相问世了。

尽管星舰首次轨道级发射尚无确切时间表,马斯克给出的技术演示时间同样模糊,但希望就是稀罕的盼望:有望在第二次轨道级发射时,可能动用机甲酷斯拉尝试空中捕获超重型火箭(B5)。

▲视频解析:SpaceX如何抓取超重型火箭

马斯克抛出更魔幻创新:超重型要颠覆现有火箭回收方式

▲一枚史上最大最强悍一级火箭(高达69米、直径9米、返航质量达200多吨)的超重型从天而降,依靠猛禽矢量发动机强大反推力以及精准姿态控制,上演科幻般一幕:逼近、悬停于发射塔,就在这时被貌似巨蟹钳的机甲酷斯拉,空中抓取栅格翼,然后缓缓下降,将超重型火箭妥妥放回发射台——就此开创史诗级的火箭回收壮举。

即便初次演示不会成功,也是蔚为壮观,极富看点。不是开天辟地成功,就是轰轰烈烈挂掉。为下一次挑战汲取无限能量。

▲对此马斯克举重若轻般的发推开玩笑:SpaceX试图用机器「筷子」捕捉有史以来最大的飞行体,不保证成功,但保准兴奋!」并且配上电影《空手道小子》一段幽默视频剪辑,男主试图用筷子夹住苍蝇的桥段。

在后续互动推文中,马斯克回答几个「筷子」捕获问题。

当被问及「机甲酷斯拉是如何捕获星舰、超重型的?」老马答道:「超重型有两对栅格翼,用于上升阶段和空中捕获。尽管也许调整下栅格翼会有助于承载更多载荷……至于星舰回收,这需要星舰背风面有东西翻转出来,比如前翼就具备这个潜能,不过也可能不是。对于不同载荷路径会有不同解决方案。」言外之意是说,未来不同版本星舰可能会采用不同的回收方式,货运版、加油版、载人版、登月版、深空/火星版星舰,依据着陆条件不同而设计成不同的着陆模式。

有人问到一个细节:「机甲酷斯拉夹住/捕获超重型之后,如何将超重型移到发射台,与之精准对齐?」老马回答:「机甲酷斯拉机械臂上配有坦克履带。」

据悉,机甲酷斯拉不仅具备上下移动能力(沿发射塔导轨上下滑动),还能水平方向左右摆动,甚至可以微调星舰/超重型的庞大躯体,效率远高于重型起重机,从而大幅缩短发射周期。

●何时才能眼见为实,一睹空中捕获超重型?

就目前来说,第一次星舰系统轨道级发射(严格来说是准轨道级)即B4+S20组合发射还是无法敲定确切时间。

尽管表面上看,这对CP组合及硬件配套都还没准备好,但这不是关键(SpaceX有能力短时间准备就绪,整装待发),关键在于美国联邦航空局FAA。

因为所谓的环保手续掌握在FAA手上。理论上,这个联邦机构可以在两个月内走完该手续,并授予SpaceX发射许可。但问题是,缘于双方宿怨、误解以及背后错综复杂的政治、利益角力搅和在一起,导致迟迟没有下文。

尽管星舰项目已被业界称为人类下一代最具革命性的太空运输系统,被NASA指定为重返月球计划的唯一载人登月器,被美国五角大楼、众多机构投资者、星舰粉丝军团寄予厚望……但官僚机构就是官僚机构,自有一套官僚作风。

有业界消息称,SpaceX有可能被迫再等至少6~12个月。

作为看客的我们,除了遥祝或者一声叹息之外,不妨放宽心态:马斯克及其星舰团队恰好可以利用这段时间细心打磨星舰系统,细扣技术末节,完善星舰基地软硬件,打造垂直整合体系……

只等东风一来,一出手便是大显身手,惊艳于世。

纵观历史长河,那些试图阻挡滔滔江水的乱石烂泥,最终无一例外都会被吞噬/抛弃/唾弃。

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