SpaceX星艦第五次試飛成功，超級重型助推器首次實現抓取回收
科技產業資訊室(iKnow) - 黃松勳 發表於 2024年10月16日
圖、SpaceX星艦第五次試飛成功，超級重型助推器首次實現抓取回收
SpaceX於10月13日成功進行了第五次星艦(Starship)試飛，這次任務最大的亮點是實現了前所未有的超級重型助推器「抓取」回收。星艦/超級重型運載火箭於美國東部時間上午8點25分從德州Boca Chica的星際基地發射升空，這次任務被SpaceX稱為「Flight 5」。
此次試飛的主要升級在於SpaceX嘗試回收超級重型助推器。這個過程包括讓助推器返回發射地點，並被發射塔上的兩個機械臂（俗稱「筷子」）抓住。這需要助推器執行精確的推力返回和著陸燃燒，以引導助推器回到發射台。令人振奮的是，編號為Booster 12的超級重型助推器成功完成了這一壯舉。在發射約7分鐘後，助推器降落在發射台上，兩個機械臂在網格翼下方緊緊抓住了助推器的頂部。
實現發射台返回和著陸對SpaceX的長期目標至關重要，那就是實現運載火箭的快速重複使用。根據其公司的願景，著陸後的助推器可以在發射台上迅速周轉，並在幾天甚至幾小時內與新的星艦結合進行下一次飛行。這次成功的「抓取」甚至讓公司領導層感到驚喜。SpaceX總裁兼營運長Gwynne Shotwell在社交媒體上發布了著陸影像，並表示：「我不知道該說什麼！」
在發射前，SpaceX建造和飛行可靠性副總裁Bill Gerstenmaier對這次「抓取」嘗試表示樂觀。他在10月9日的美國國家科學院生物和物理科學太空委員會會議上說：「在上次飛行中，我們在海洋中以半公分的精度著陸，所以我們認為有合理的機會回到發射塔。」
星艦飛行器Ship 30沿著類似於6月份上次飛行的亞軌道軌跡飛行，達到了212公里的最高高度。SpaceX也針對星艦的熱防護系統進行改進，與上次飛行相比，飛行器似乎在重返大氣層時狀況更好。飛行器在發射後近66分鐘在印度洋上進行了動力「著陸」，但這艘不打算回收的飛行器在落水後幾秒鐘就爆炸了。SpaceX執行長Elon Musk在著陸後幾分鐘發文稱：「飛船精確地著陸在目標位置！實現了兩個目標中的第二個。」
這次發射是在美國聯邦航空管理局（FAA）頒發修訂後的發射許可證不到24小時後進行的。過去一個月，這個許可證一直是爭議的焦點，之前SpaceX抱怨FAA告知他們更新後的許可證要到11月底才能準備就緒。許可證的修訂需要對環境評估進行修改，因為飛行剖面發生了變化，包括級間環段（也稱為前熱防護罩）可能掉落在墨西哥灣的更大區域，以及對返回的超級重型助推器進行音爆分析。
環境分析結論認為，音爆不會對第三方結構造成結構性損壞或重大影響。它還指出，前熱防護罩著陸位置的變化不會對墨西哥灣的生物資源造成不利影響。然而，分析確實包括了一些與星艦在Boca Chica發射總體影響相關的條件，包括進行實地實驗以確定發射造成的碎石羽流影響區域，以支持保護周圍野生動物保護區中鳥巢的任何措施，並監測發射對那裡鳥類的其他影響。
許可證的修訂還要求SpaceX向FAA提供德州和環境保護署（EPA）的水灑淋系統許可證，並在使用水灑淋系統後45天內向FAA提供所有監測數據的副本。這是因為SpaceX在沒有EPA許可證的情況下操作水灑淋系統，導致公司同意支付近15萬美元的罰款。不過，公司指出它確實有德州監管機構的許可證。
值得注意的是，修訂後的許可證允許SpaceX在不獲得FAA另一項授權的情況下，在相同的飛行剖面設定下至少可再進行一次發射，稱為Flight 6。FAA表示，他們確定了SpaceX為Flight 6請求的變更，包含在之前分析的範圍內，但沒有說明變更了什麼。
SpaceX星艦的第五次試飛不僅展示可重複使用火箭技術方面的重大進展，也反映了太空產業與監管機構之間的複雜關係。超級重型助推器的成功「抓取」回收標誌著可重複使用火箭技術的一個重要里程碑，將有助於降低未來太空任務的相關成本，期待商業太空技術能再看到更多突破性的發展。同時，環境評估和許可證問題也凸顯了商業太空活動中，平衡技術創新與環境保護的重要性。(1432字；圖1)
參考資料：
SpaceX launches fifth Starship, catches Super Heavy booster. SpaceNews. 2024/10/13.
SpaceX catches giant Starship booster with 'Chopsticks' on historic Flight 5 rocket launch and landing. Space.Com. 2024/10/13.
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