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NASA 展示 SpaceX 如何为近地轨道航天器加油

NASA 展示 SpaceX 如何为近地轨道航天器加油
放大 / 艺术家绘制的两艘航天器在轨道上首尾对接的插图。

太空探索技术公司

明年某个时候,NASA 相信 SpaceX 将准备好将两艘星际飞船送入轨道,进行一次雄心勃勃的加油演示,这一技术壮举将使月球触手可及。

SpaceX 已与 NASA 签订合同,通过该机构的阿耳忒弥斯计划为前两次宇航员登陆月球提供两艘载人级星际飞船,该计划旨在使人类自 1972 年以来首次重返月球表面。其中,NASA 的阿耳忒弥斯 III 任务目前计划在 2026 年进行,尽管这被广泛认为是一个雄心勃勃的时间表。

去年,美国宇航局与蓝色起源公司签订了一份合同,为人类开发自己的蓝月月球着陆器,为阿尔忒弥斯管理者提供了两种后续任务的选择。

这两个探测器的设计者都具有前瞻性。 他们设计了宇宙飞船和蓝月亮以在太空中加油。 这意味着它最终可以重复用于多项任务,并最终可以利用从月球或火星上发现的资源生产的推进剂。

NASA 探索部门负责月球到火星计划的 Amit Kshatriya 在周五与 NASA 顾问委员会的一个委员会的会议上解释了 SpaceX 的计划。 他表示,Starship 测试计划正在蓄势待发,下一次试飞预计将于 5 月底在 SpaceX 位于德克萨斯州南部的 Starbase 发射场进行。

“生产不是问题,”刹帝利说。 “他们提取核心。发动机流入工厂。这不是问题。问题是,做他们想做的事情是一个巨大的发展挑战……我们必须克服这个挑战。” 这一推进剂转移问题是值得尝试解决的正确问题。 我们正在努力构建深空探索的蓝图。

加油路线图

在到达月球之前,SpaceX 和蓝色起源必须掌握在太空中加油所需的技术和技巧。 目前,SpaceX计划于明年尝试首次在轨道上的两艘星际飞船之间大规模传输推进剂的实际演示。

在此之前至少还会进行几次星舰试飞。 在 3 月份的最后一次 Starship 试飞中,SpaceX 测试了在飞行器内的两个储罐之间传输低温推进剂。 将液氧从一个罐转移到另一个罐是美国宇航局资助的演示的一部分。 该机构官员表示,这次演示将使工程师能够更多地了解流体在低重力环境中的行为。

刹帝利表示,虽然工程师们仍在分析低温运输实验的结果,但火星星舰飞行的测试“从所有标准来看都是成功的”。

“这一成就是他们的后盾,”他周五表示。 现在,SpaceX 将进行更多的 Starship 试飞。 下一次发射将尝试验证 SpaceX 在 3 月份的试飞中未展示的一些额外功能。

这将包括 Starship 的超重型助推器在墨西哥湾的精确着陆,这是 SpaceX 尝试将助推器返回德克萨斯州发射台之前所必需的。 另一个目标可能是在飞行期间重新启动星舰上的单个猛禽发动机,但 SpaceX 在 3 月份的飞行中未能实现这一目标,因为飞船在太空中火箭飞行时的旋转速度不可预测。 实现在轨发动机重启——这是引导航天器受控再入的必要条件——是未来发射到稳定的更高轨道的先决条件,飞船可以在该轨道上停留数小时、数天或数周,以部署卫星并尝试加油。

从长远来看,SpaceX 希望将 Starship 的发射频率提高到每天从多个发射场发射几次。 为了实现这一目标,SpaceX 计划借鉴部分可重复使用的猎鹰 9 号火箭的经验,快速回收和重复使用星际飞船和超重型助推器。 SpaceX 创始人兼首席执行官埃隆·马斯克 (Elon Musk) 渴望尽快让飞船和助推器重新投入使用。 本月早些时候,马斯克表示,他对 SpaceX 能够在今年晚些时候在德克萨斯州回收超重型助推器感到乐观,并在明年某个时候再次将星际飞船降落在德克萨斯州。

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