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SpaceX Starship 準備進行下一次測試飛行

閱讀原文： Ars Technica
#aerospace#launch-vehicle#infrastructure

Starship 的發射節奏直接影響大規模軌道 AI 基礎設施的成本與可行性。

30 秒速覽

有什麼變化

SpaceX 升級版 Starship 預定進行測試飛行

為什麼重要

成功的發射將降低部署大規模衛星群和 AI 驅動軌道基礎設施的成本。

下一步行動

監控 SpaceX 發射遙測數據，以了解未來邊緣運算部署的載荷能力提升。

誰應關注：Developers & AI Engineers

關鍵要點

  • •SpaceX 升級版 Starship 預定進行測試飛行
  • •發射窗口最快於 5 月 19 日星期二開啟
  • •軌道發射基礎設施的關鍵進展

深度解析

背景與延伸：來自公開資料，非原文內容。引用 20 個來源。

增強重點摘要

  • •此次測試飛行將首次採用升級後的星艦V3版本，該版本對超重型助推器、星艦上層級、Raptor 3引擎及發射台2號進行了數十項重新設計，旨在簡化、減輕質量並提高可靠性，以實現快速重複使用、軌道加油等核心功能。
  • •星艦V3的Raptor 3引擎經過性能提升，海平面推力增至250噸力（551,000磅力），真空推力增至275噸力（606,000磅力），同時引擎質量減輕至1,525公斤，推重比超過180。
  • •此次飛行測試的主要目標包括在軌道上部署22個星鏈模擬器，並測試星艦的隔熱罩就緒情況，其中部分隔熱瓦被故意塗成白色以模擬缺失，作為影像目標進行掃描。
  • •發射台2號也進行了升級，包括透過更大的燃料庫和更多泵實現更快的推進劑加註，以及改進了用於捕獲助推器的「筷子」機械臂，使其更短並採用機電執行器取代液壓系統。
  • •星艦V3的設計更新還包括重新設計的格柵翼（從四個減至三個，尺寸更大且位置更低）、整合式熱分離系統（取消了舊的一次性級間罩）以及大規模重新設計的燃料傳輸管，以實現33台Raptor引擎的同步啟動。

競品分析

分類
SpaceX Starship
超重型運載火箭
Blue Origin New Glenn
重型運載火箭
ULA Vulcan Centaur
重型運載火箭
SpaceX Falcon Heavy
超重型運載火箭
可重複使用性
SpaceX Starship
完全可重複使用（兩級）
Blue Origin New Glenn
第一級可重複使用
ULA Vulcan Centaur
未來可重複使用（第一級引擎）
SpaceX Falcon Heavy
助推器及整流罩可重複使用
LEO酬載能力
SpaceX Starship
100-150噸（可重複使用），250噸（一次性）
Blue Origin New Glenn
45噸
ULA Vulcan Centaur
27.2噸
SpaceX Falcon Heavy
63.8噸（一次性），約30噸（部分重複使用）
引擎
SpaceX Starship
Raptor (甲烷-液氧)
Blue Origin New Glenn
BE-4 (甲烷-液氧)
ULA Vulcan Centaur
BE-4 (第一級)
SpaceX Falcon Heavy
Merlin (煤油-液氧)
狀態
SpaceX Starship
開發中，已進行多次整合飛行測試
Blue Origin New Glenn
開發中，預計2025年初首飛
ULA Vulcan Centaur
已投入運營，2024年1月成功首飛
SpaceX Falcon Heavy
已投入運營
主要目標
SpaceX Starship
地月火星載人及貨運，星鏈部署
Blue Origin New Glenn
地球軌道、月球、深空任務
ULA Vulcan Centaur
替代Atlas V和Delta IV，軍事及商業發射
SpaceX Falcon Heavy
重型酬載發射，深空任務

技術深入

  • 整體尺寸與結構：星艦V3比V2高約1.5公尺（5英尺），總高約124公尺。火箭兩級均由不鏽鋼製成，透過堆疊和焊接1.83公尺高、3.97毫米厚的圓柱體製造。
  • Raptor 3 引擎：
    • 推進劑：使用次冷卻液態甲烷（CH4）和液態氧（LOX），採用全流量分級燃燒循環。
    • 推力：海平面推力250噸力（551,000磅力），真空推力275噸力（606,000磅力）。
    • 質量與推重比：引擎質量減輕至1,525公斤，推重比超過180。
    • 設計改進：內部整合感測器和控制器，取消了單獨的引擎罩，簡化了引擎外部結構，並重新設計了點火系統。
  • 超重型助推器 (Super Heavy)：
    • 引擎數量：配備33台Raptor引擎，其中13台可操縱引擎位於中央，其餘20台固定在外圍。
    • 格柵翼：V3版本將格柵翼數量從四個減至三個，每個格柵翼更大、更堅固，並重新定位以提高捕獲和升力性能。
    • 熱分離：採用整合式熱分離設計，助推器前圓頂直接暴露於上層級引擎點火，由儲罐壓力及鋼製屏蔽保護。
    • 燃料傳輸系統：重新設計的燃料傳輸管尺寸約與獵鷹9號第一級相當，可實現33台Raptor引擎的更快同步啟動。
  • 星艦上層級 (Starship Upper Stage)：
    • 引擎數量：配備6台Raptor引擎，其中3台針對海平面操作優化，3台針對真空環境優化。
    • 在軌加油：新增四個對接端口和專用推進劑傳輸連接，以支持在軌加油架構，這是超越近地軌道任務的關鍵技術。
    • 酬載艙：內部容積約1,000立方公尺，配備升級的PEZ分配器，可更快部署衛星。
    • 熱防護系統：採用類似太空梭的隔熱瓦，用於再入大氣層。
  • 發射基礎設施：
    • 發射台2號：配備更大的燃料庫和更多泵，以加快推進劑加註。
    • 「筷子」機械臂：縮短機械臂，並將液壓執行器替換為機電執行器，以提高可靠性。
    • 火焰導流器：新的雙向火焰導流器可消除發射後的燒蝕和翻新需求。

前景展望基於引用來源的 AI 分析

星艦V3的成功將加速NASA Artemis計畫的月球任務進程。
星艦被選為Artemis計畫的人類登陸系統，V3的改進，特別是在軌加油能力的發展，對於實現載人登月至關重要。
星艦的快速重複使用和高酬載能力將顯著降低太空發射成本，並促進大規模星鏈部署。
星艦設計目標是完全且快速重複使用，每次發射成本極低，其巨大的酬載艙可一次性部署大量星鏈衛星，從而改變發射行業的經濟模式。
星艦的發展將為火星殖民和地球點對點運輸等長期願景奠定基礎。
星艦被設計為能夠將貨物和人員運送到月球、火星及更遠的地方，其在軌加油能力是建立火星自給自足城市和實現地球上點對點快速運輸的關鍵技術。

時間線

2019-07
Starhopper 首次自由飛行測試
2023-04
首次星艦與超重型助推器整合飛行測試 (IFT-1)
2023-11
第二次整合飛行測試 (IFT-2) 成功進行熱分離
2024-08
Raptor 3 引擎在地面測試中達到高推力
2024-10
第五次整合飛行測試 (IFT-5) 首次成功回收助推器
2025-10
第十一次整合飛行測試 (IFT-11)
閱讀原文： Ars Technica

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