馬斯克 SpaceX 又爆炸了,但這次是故意爆炸,目的是了解和研究 304L 不鏽鋼燃料箱能承受的壓力極限,同時也為 SN8 試飛做準備。

SN7.1 壓力測試終於成功

美國時間923日,經過92小時測試後,太空梭原型機 SN7.1 終於成功爆炸。

 

SN7.1 是個測試儲罐,不是完整的太空梭原型機,主要測試採用新材料的耐壓情況。換句話說,SN7.1 就是做來測試極限的,測試到爆炸為止,才能知道極限耐壓值是多少。SN7.1 其實已多次測試,包括低溫測試等,但結果並沒有透露太多。但據外媒稱,SpaceX 對穹蓋、焊縫、架構等各部位受力情況都進行過嚴密測試,取得詳細的實驗參數。

有意思的細節是,SN7.1 第一次壓力測試時,現場出現一隻Spot機器狗,目的是幫助太空梭測試。沒錯,就是不久前上市販售的波士頓機器狗。社群媒體流傳的影片顯示,這隻花75,000美元購入的機器狗,「不慌不忙」進入充滿濃濃氮氣的現場,前往被炸到傾斜的燃料箱收集數據。

經歷 4 次失敗後,SN7.1 壓力測試終於成功了。

這次測試,SpaceX 首先將數百噸液氮灌滿星際太空梭測試罐 SN7.1。接著測試窗口只剩1小時時,SpaceX 關閉儲罐通風口,讓裡面的低溫液體沸騰成氣體並膨脹。隨即升空,爆炸,最後墜毀,落回地面,結束漫長的測試。目前 SN7.1 的最終壓力結果還沒公布。

為什麼要做壓力測試?

SpaceX 爆炸對馬斯克來說不是新鮮事,但馬斯克的終極目標是送人類上火星。上火星前當然得要做很多試飛測試工作,同時更要注意太空梭的耐用性及安全性。

據馬斯克的設想,「星際太空梭」會設計成一艘180英尺(55公尺)高的宇宙太空梭,將裝在約 220英尺(67公尺)高的火箭助推器上進入軌道。這艘宇宙太空梭設計成可在近地軌道加油,以便一次運送100名乘客和100 多噸貨物到火星。

因此,這艘太空梭的效能便成為重要考量因素之一。而地球上什麼材料最耐用?馬斯克想到一個「好辦法」,即使用不鏽鋼合金代替碳纖維複合材料建造宇宙太空梭。

201812月,馬斯克談到這變化時說:「星際太空梭將看起來像液態銀。」他還補充,太空梭將採用鏡面拋光,以幫助反射熱量──這是真正意義的酷元素。

按重量計算,鋼價約是碳纖維複合材料的 67 倍。鋼也比碳纖維更容易加工,允許更快製作出原型,並更能承受高溫。更重要的是,當鋼接觸到超冷液體時,強度會提高50% ,包括星際太空梭可能用來當燃料的低溫甲烷和氧氣。

馬斯克另一個考慮是希望利用鋼的特徴達成散熱效果。所以,星艦太空梭的不鏽鋼會做成雙層,並在中間設計特殊的微孔,再利用特殊材料黏合。不鏽鋼之間的微孔能在太空梭飛行時,慢慢釋放水或燃料,透過蒸發冷卻原理,降低太空梭表面溫度。

當然這些設計都需要實驗證明有用,SN7.1 扮演的就是這個角色。

SN8 會為馬斯克達成什麼目標?

同時 SN7.1 測試成功也意味 SN8 將嘗試首次試飛。如果試飛成功,這將刷新航空紀錄。畢竟,這可是高達50公尺、直徑9公尺、重達幾百噸、推力多達 600 多噸的怪獸,要想演出最高飛行高度 20 公里的空氣動力學航空之旅,絕非易事。

據馬斯克介紹,與「無頭」SN5SN6 版不同,SN8 將是接近最終型的太空梭,除了內部和發動機,外形架構已是最終版。且與 SN5SN6 離開地面的測試不同,SN8 要飛到 18 公里高,為後續星艦重返大氣層和在其他星球飛行做準備。

據之前資料,SN8 高度將接近50公尺,直徑9公尺,淨重約85噸,配備3個猛禽發動機,每個發動機推力約 225 噸。當然,SN8 並非軌道版。

軌道版太空梭上級將裝載 7 台猛禽引擎,下級是超重型獵鷹火箭,將裝載 28 台最新猛禽引擎。太空梭上級將由下級超重型獵鷹送到地球軌道,然後在軌道添加燃料,滿載後飛往火星。

據悉,SN8 也會經歷同樣的早期測試及靜態點火、其他地面檢查等前期準備工作,緊接是另一個最終嘗試飛到海拔 6 萬英尺高空,並回到地面完成控制著陸前的靜態點火測試。

SpaceX 最近提交聯邦通訊委員會(FCC)的檔案,希望1011日後某個時間試飛。如果成功,意味我們離太空旅遊的夢想又近了一步。想想還真有點激動。

SN8外,目前 Spacex建造中的還有 SN9SN10SN11 三艘原型機。按照計劃,距離真正建造完成星際火箭 Starship 還需更新到SN20,都要在3 年內完成。

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