机械男——分享马斯克星舰第四次试飞过程及星舰结构大图

北京时间2024年6月6日20:50，火箭点火发射，场面相当壮观，全部并联发动机点火成功！左下指示图可能清晰地看到发动机点火过程

但起飞后仅几秒，其中一个发动机就熄火了，不过星舰这个并联发动机安全冗余比较大，一般坏几台也不影响工作。

从火箭底部看全部发动机

13、1小时05分56秒左右，火箭减速至实现悬停，随后溅落印度洋。地表最强大火箭——星舰第四次试飞圆满成功！

以下为星舰结构大图

以下为飞行示意图

星舰（Starship）是由SpaceX公司开发的下一代重型运载火箭和太空飞行器系统，旨在实现人类的深空探索、殖民火星和其他行星的目标。星舰系统由两个主要部分组成：超重型火箭（Super Heavy）和星舰飞船（Starship）。第四次星舰发射是这一系列测试中的重要一步，展示了该系统的进展和挑战。

发射背景

星舰系统的开发始于2010年代中期，目标是打造一个完全可重复使用的航天器，以显著降低太空运输成本。前三次发射的测试分别是：2020年12月的SN8、2021年2月的SN9以及2021年3月的SN10。这些测试旨在验证星舰的飞行、着陆和复用能力。

前三次发射虽然各有缺陷，但都提供了宝贵的数据。例如，SN8在着陆时发生爆炸，但其飞行和姿态控制测试是成功的。SN10在着陆后几分钟内爆炸，但其实际着陆过程比之前两次更为成功。每次测试都为下一次改进提供了数据和经验。

第四次发射的目标

第四次发射的主要目标是继续验证星舰的飞行和着陆能力，同时进一步测试其复用性和可靠性。具体目标包括：

1. 飞行性能测试：评估星舰在发射、上升和控制方面的性能，包括姿态控制、空气动力学控制面板（称为Canards和Fins）的作用等。

2. 着陆技术验证：确保星舰能够在指定地点安全着陆，这是实现复用性的关键一步。

3. 系统耐久性评估：测试星舰系统在多次飞行中的耐久性和性能稳定性，特别是其燃料系统和发动机的可靠性。

4. 数据收集与分析：获取飞行和着陆过程中的详细数据，以改进未来设计。

发射过程

第四次发射使用的是星舰SN11。这次测试与前几次类似，从位于德克萨斯州博卡奇卡的SpaceX发射场进行。发射前的准备工作包括燃料加注、系统检查和最后的发射倒计时。

发射和飞行

星舰SN11在预定时间点点火升空。初期的飞行阶段主要是直线加速上升，通过其强大的Raptor发动机提供动力。达到预定高度后，星舰进入滑翔阶段，利用其空气动力学控制面进行姿态调整。这一阶段的目的是模拟进入大气层再入过程中的控制方式。

着陆尝试

在滑翔阶段之后，星舰进行了腹部着陆转身操作，准备着陆。这一过程涉及复杂的发动机点火和姿态控制，以确保其能够在预定地点安全着陆。虽然前几次的着陆尝试都遇到了不同程度的问题，但每次的改进都在朝着成功着陆的目标迈进。

发射结果

SN11的发射结果虽然没有完全达到预期，但同样提供了宝贵的测试数据。在着陆阶段，SN11发生了故障，未能成功着陆并发生了爆炸。尽管如此，这次发射仍然为SpaceX提供了关键的工程数据，帮助他们进一步完善星舰的设计和操作。

技术挑战和未来展望

第四次发射的结果显示，星舰系统在设计和操作上仍面临着诸多挑战。其中包括：

1. 发动机可靠性：Raptor发动机在多次点火和高温高压环境下的表现需要进一步优化。

2. 燃料系统的稳定性：确保燃料在不同阶段的稳定供给是安全着陆的关键。

3. 姿态控制：在再入和着陆阶段，星舰需要精确的姿态控制，这需要不断的调整和改进。

尽管如此，SpaceX对星舰项目的前景仍然充满信心。他们计划继续进行多次测试发射，以逐步解决这些技术难题。未来的测试将包括更复杂的任务，如轨道飞行、长时间的深空飞行测试等。

星舰的意义

星舰项目不仅是SpaceX公司的一项重要工程，更是人类航天事业的重要里程碑。它的成功将显著降低进入太空的成本，推动深空探索和太空经济的发展。星舰的设计理念和技术创新也将对未来的航天器设计产生深远影响。

结语

星舰第四次发射虽然未能完美着陆，但仍然为后续测试提供了宝贵的经验和数据。这次测试展示了SpaceX在应对复杂技术挑战上的决心和进步，也为实现其长远目标奠定了基础。随着进一步的测试和改进，星舰项目有望在未来实现更大的突破，推动人类迈向更远的太空。