SpaceX 推进“机甲霸王龙”塔式捕获，迈向火箭快速可重复使用关键一步

Rachel Adams

2周前7 分钟阅读

在 SpaceX 位于南德克萨斯州占地广阔的星港基地，太空飞行的未来不仅仅在于发射火箭，还在于捕获它们。该公司正稳步推进迄今为止最雄心勃勃的工程壮举之一：利用其发射塔上的一对巨型机械臂（绰号“机甲霸王龙”）来捕获返回的“超重型”助推器。这项无需着陆腿的机动，不仅仅是为了壮观；它是埃隆·马斯克（Elon Musk）打造全方位、快速可重复使用的发射系统的核心愿景，该系统能够使人类成为多行星物种。这个概念和听起来一样大胆。在将星舰（Starship）上级送入轨道后，“超重型”助推器（高 23 层）将分离，重新定向，并进行一系列发动机点火，飞回发射场。在下降的最后时刻，它将通过发动机减速，并精确地引导到发射塔的机械臂之间，或者称为“筷子”。然后，这些机械臂将夹住助推器的网格翼，将其从地面提起，并直接放回发射架上，准备加油并进行下一次飞行。如果成功，该系统可以将周转时间缩短至几个小时，这比目前即使是部分可重复使用的火箭（如猎鹰 9 号）所需的数周或数月有了革命性的飞跃。这种方法从根本上重新定义了火箭回收。十多年来，SpaceX 一直通过其猎鹰 9 号助推器完善推进式着陆，该助推器使用可展开的着陆腿在无人船或着陆平台上着陆。尽管非常成功，但这种方法存在局限性。着陆腿增加了显著的重量和复杂性，降低了有效载荷能力。此外，回收助推器、运输并准备其进行另一次飞行是一个耗时的过程。塔式捕获旨在通过整合着陆和发射基础设施来一次性解决所有这些问题。通过捕获助推器，SpaceX 可以立即开始对其进行维护和准备，以执行下一次任务，从而大大缩短运营开销和时间。实现这一目标的过程是循序渐进的，并以星舰集成飞行测试计划近期的成功为标志。2024 年 6 月的第四次测试飞行是一个重要的里程碑，它展示了“超重型”助推器在墨西哥湾成功进行软溅落。受控下降和着陆燃烧精确模拟了塔式捕获所需的速度和姿态，证明了该飞行器能够以极高的精度到达指定点。有了这些数据，SpaceX 现在正准备进行下一步：将助推器带回陆地，并尝试进行“虚拟”捕获或通过“机甲霸王龙”进行实际回收，预计这一举动将在接下来的某次测试飞行中进行。风险极高。此机动的精度以厘米为单位，容错率几乎为零。计算失误可能导致价值数十亿美元的助推器灾难性损失，并可能严重损坏或摧毁发射塔本身，使整个星舰计划倒退数月甚至更长时间。联邦航空管理局（FAA）的监管将非常严格，在任何尝试获得授权之前，都需要进行详尽的模拟和安全分析。技术挑战包括完善助推器的制导系统，应对风切变，并确保机械臂能够吸收下降火箭的巨大力量。尽管存在风险，“机甲霸王龙”塔式捕获仍然是星舰架构中不可或缺的一部分。对于马斯克来说，拥有像航空母舰一样可重复使用的发射系统是实现火星殖民经济上可行性的唯一途径。在同一天内发射、捕获并重新发射星舰是最终目标。虽然首次成功捕获的具体日期仍然不确定，并且取决于即将进行的测试结果，但每一次飞行都使该公司更接近于将这个科幻概念变为现实，并可能永远改变太空准入的经济模式。

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