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（1.北京航天长征科技信息议论所；2.中国航天科技集团有限公司）

2024年10月13日，SpaceX告成实施了超重-星舰第五次玄虚遨游现实（IFT-5），初度尝试超重助推级“筷子”拿获回收取得告成，星舰飞船级海上溅落达到预期的十米级精度，现实目标均已达成，这次任务记号着超重-星舰向十足、快速可叠加使用迈出坚实的一步。本文将对任求实施情况，及试飞箭的鼎新情况进行追想分析。

一、议论及目标完成情况

（一）遨游现实议论

SpaceX在2024年8月初就暗示，星舰已作念好IFT-5的时刻准备。然而，放射需要得到好意思国联邦航空处分局（FAA）的批准。而FAA在9月暗示，预测11月底才大略批准IFT-5任务。但SpaceX通过向国会讲述，并合手续鼓舞IFT-5射前准备使命，给FAA施加压力，最终FAA在10月12日授予遨游许可。

IFT-5于10月13日从德克萨斯州的星基地放射。遨游轨迹假想与第四次玄虚遨游现实（IFT-4）基本交流。超重助推级将在放射后几分钟复返放射场，并由放射塔架上的“筷子”拿获。星舰飞船级再入大气，并溅落印度洋。具体遨游时序见表1。

这次现实的主要目标包括两个方面：一是初度尝试超重助推级原位复返放射场，哄骗放射塔架上的“筷子”机械臂对其进行捕捉回收；二是再次兑现星舰飞船级的再入，完成着陆燃烧和翻转活泼，在印度洋目标海域挑战10米级精确软着陆。

表1超重-星舰第5次试飞遨游时序

（二）遨游现实情况

好意思国中部时候2024年10月13日7:25（北京时候2024年6月13日20:25），第五枚超重-星舰试飞箭从博卡奇卡星基地1号轨谈放射/集成塔（OLIT-1）升起。本次试飞箭由超重B12（一级）和星舰S30（二级）构成。

1、高潮段

升起后，一级33台发动机全程平常使命；

升起后约59秒，箭体通过最大动压（Max-Q）；

升起后2分36秒，一级按预定圭表关闭30台猛禽发动机，只保留3台中心发动机不竭使命；

升起后约2分41秒，二级6台发动机启动，一、二级热分离，此时高度约为70千米，速率为5235千米/小时。

2、一级复返

升起后约2分45秒，一级与二级分离后，进行姿态翻转调养遨游标的，同期重启中圈10台猛禽发动机，进行复返燃烧（BoostbackBurn），朝向博卡奇卡的放射场标的遨游。此时高度为72千米，速率为5170千米/小时；

升起后约3分31秒，一级中圈10台猛禽发动机关机，10台中圈发动机使命时长约46秒。此时高度为93千米，速率为1742千米/小时；

升起后约3分41秒，一级中心3台猛禽发动机关机，3台中心发动机在分离后使命时长约60秒。此时高度为95千米，速率为1900千米/小时；

升起后约3分49秒，放射引导东谈主员呼号暗示放射塔的景况允许一级复返进行回收。这次在遨游的前3分钟，SpaceX对一级和放射塔架进行数千项查验，以阐发得志数以千计的安全尺度，而后一级才能被确招供进行回收现实，并由放射引导东谈主员手动发出操作提醒，不然就将默许进入着陆燃烧并在墨西哥海湾进行海上溅落；

升起后约5分10秒，直播东谈主员暗示阐发发送了一级复返放射塔架回收的提醒；

升起后约6分29秒，一级接踵启动中心3台和中圈10台猛禽发动机，进行着陆燃烧（LandingBurn），高度约1～2千米，速率为1261千米/小时，略高于声速；

升起后约6分37秒，一级中圈10台猛禽发动机关机，仅保留中心3台发动机使命，中圈10台使命时长约7秒。此时高度小于1千米，速率为247千米/小时；

升起后6分48秒，在3台中心发动机反推截止下，一级以约60千米/小时的速率进入放射塔架的“筷子”之间，高度约200米；

升起后6分55秒，一级悬停于“筷子”机械臂之间，机械臂通过两侧着陆导轨上的插槽与一级栅格舵下方两个承载点对王人，并将其接住，见图4。

复返后的一级的长排罩处有结构摧毁，可能是由于发动机产生热羽流冲击或气能源形成的。另外，在一级底部的脐带接口处有比较昭着的动怒故障。

3、二级遨游和再入复返

二级燃烧启动后与一级分离，6台发动机开动万古候使命。

升起后约7分59秒，二级3台真空型猛禽发动机关机；

升起后约8分27秒，3台海平面型发动机关机，二级开动滑行，高度最高达到212千米，绕行地球近半圈；

升起后约47分44秒，放射引导东谈主员呼号暗示进入85千米高度，二级襟翼开动进行气动截止，速率为26732千米/小时（马赫数约为21.8）；

升起后约48分58秒，放射引导东谈主员呼号暗示二级开动进入强加热阶段，高度75千米，速率26432千米/小时（马赫数约为21.6）；

升起后约52分53秒，放射引导东谈主员呼号暗示二级资格的强加热阶段也曾过半，高度69千米，速率22991千米/小时（马赫数约为18.8）；

升起后约54分3秒，放射引导东谈主员呼号暗示，进行发动机预冷；

升起后约56分52秒，放射引导东谈主员呼号暗示，强加热阶段行将收尾，并进入高动压阶段，高度58千米，速率17692千米/小时（马赫数约为14.5）；

升起后约58分42秒，直播东谈主员暗示，星舰S30上叮嘱了新的银色防热瓦，是在尺度防热瓦外在包裹了铝材料，因为铝融解的温度是不锈钢开动失效的温度，以此来提醒结构的受热问题；

升起后约1小时40秒，放射引导东谈主员呼号暗示二级正在资格最大动压，高度42千米，速率7918千米/小时（马赫数约为6.5）；此时，星舰S30名义出现比较严重的热烧蚀，直播画面左上角襟翼的搭钮纠合部位受热终点严重，但并未十足失效，结构仍保合手好意思满；

升起后约1小时2分37秒，二级速率快速下落，马赫数为2，高度为26千米；

升起后约1小时3分，二级速率降至声速，高度21千米；

升起后约1小时3分27秒，放射引导东谈主员呼号，二级在亚声速下以腹部向下姿态下落，高度16千米，速率748千米/小时；

升起后约1小时5分20秒，二级3台中心发动机进行着陆燃烧（LandingBurn），并进行翻转活泼，在升起后约1小时5分40秒以垂直姿态在海上溅落，速率降至7千米/小时。

二级准确溅落在南印度洋目标海域后，提前缔造在海面上的录像机纪录了着陆过程，标明达到了SpaceX事先设定的10米级精度限制。战役海面后立时爆炸。

4、比拟第四次遨游的普及

领先，一子级33台发动机全程平常使命，10台中圈发动机2次重启、3台中心发动机1次重启一齐平常，比拟第四次遨游出现的发动机关机和重启故障情况，鼓舞系统的厚实性再度普及；最大的普及是，在第四次遨游考证了厘米级着陆精度的基础上，哄骗放射塔架上的“筷子”告成将超重B12一级拿获回收。

其次，二子级再入复返过程中，继承高温良善动载荷环境，保合手了结构好意思满性，未出现昭着的结构损坏；同期，二子级以10米级的精度在海上溅落，比拟第四次遨游6千米的落点罪恶，大幅普及。

再次，星链通讯的厚实性大幅普及，全程未出现直播画面中断的情况，SpaceX将星链称为星舰方式的“幕后MVP”。

过后，FAA暗示“经评估，IFT-5遨游中的超重助推级和星舰飞船级的通盘遨游事件均在议论和授权行动限制内”，因此不会像以往雷同开展任何拜访。

二、超重B12/星舰S30概况

本次遨游现实领受了超重B12和星舰S30。B12超重型助推级第一批部件于2022年9月出现时星基地，在2023年8月完成拼装。S30星舰飞船级于2022年9月初度出现时星基地，2023年7～8月时间进行拼装。2024年9月21日，B12/S30初度进行总装，别离在9月23日和10月7日完成了一次部分鼓舞剂加注现实。而与以往不同，这次现实箭未进行整箭鼓舞剂满载的射前演练（WDR）。两级其他主要现实方式见表2和表3。

表2星舰S30地口现实历程

表3超重B12地口现实历程

B12/S30组合体全长121米，超重B12高71米，星舰S30高50米，鼓舞剂质地4600吨，B12干重275吨，S30干重120吨。领受二代猛禽发动机（猛禽V2）。

基于此前遨游现实的数据，SpaceX对星舰S30和超重B12以及后续的超重-超重进行了多项鼎新。具体如下：

（一）星舰S30的鼎新

升级防热瓦：由于S29的防热瓦在IFT-4遨游中出现问题，SpaceX将S30上的险些通盘瓦片都换成了新式防热瓦。防热瓦的材料构成发生了变化，名义玄色层、构造方式以及里面结构均发生了蜕变。马斯克称SpaceX时刻东谈主员阔绰了12000多个小时完成这项使命，该防热瓦的强度将加多一倍。全箭18000片防热瓦，总重约10.5吨。在此基础上还加多了新的烧蚀材料，应用于受热影响最严重的区域，固定在防热瓦下方。此前的缔造自下而上循序是毛毡、网格和防热瓦。而新假想法例是毛毡、网格、烧蚀材料和防热瓦。

天线：原鼻锥上的小六角形天线被取消，改为有用载荷门下方的一个大六角形天线。

（开头https://ringwatchers.com/article/s30-updates：）

录像机：移除右襟翼录像机，拔旗易帜的是在每个襟翼附近添加4个录像机盒。

排气口：两个新透风口，一个供氧，一个供甲烷。

（二）超重B12的鼎新

B12与B11险些交流，仅仅进行了小幅升级和修改。

星链终局：掩盖压力容器的长排整流罩上的星链终局经过再行假想，领受方形天线，而不是旧的圆形天线；

发动机防热层：包裹在发动机防护罩底部的玄色材料已被移除，拔旗易帜的是防护罩上闪亮的钢边；

发掷中止系统（FTS）：在围聚液态甲烷传输管的侧向撑合手隔壁加多了FTS，可能是为了加强系统性能，以便在回收现实出现不测的情况下保证大地的安全；

鼓舞剂贮箱：可能会有零散的鼓舞剂燃料箱，为着陆加多零散的氧气。总计9个，分3组。这项门径领先在B15上发现，B12可能也领受了该假想；

厚实点纵梁：两个厚实点均添加了6个新纵梁，两侧各有3个，并被涂上了黑漆，有测度，这种假想是为了在初度回收测试中考查一级与机械臂或塔架的碰撞情况。

三、大地放射和回收系统

超重-星舰的大地放射和回收系统，即SpaceX称之为“第0级”的系统，主要由“轨谈放射/集成塔”（OLIT，简称放射塔架）和“轨谈放射台”（OLM）构成，详见图11。放射塔架的高度为146米，由9个钢材料的桁架结构部段构成，每段的截断为正方形，边长约为12米。桁架结构的4根主立柱领受大尺寸的方形钢材（截面边长1.6米），里面哄骗较细的钢材纠合，普及举座强度。主体结构提供了放射总装和复返拿获的基础撑合手，用于安装“筷子”机械臂、快速断开臂（QD，即脐带臂）、吊装征战等。

“筷子”机械臂如图12所示，为双叉臂结构，不错沿放射塔架落魄出动，也不错沿中间纵轴动弹，不错对超重助推级和星舰飞船进行升降、总装等操作。在超重助推级复返时，充任拿获装配，将其拿获，确保安全可控着陆，并兑现快速盘活放射。“筷子”包括摆臂（下图左侧）和托架（下图右侧）：摆臂用于在总装或复返过程中，为超重/星舰提供撑合手；托架用于将“筷子”固定在放射塔架上，并大略使“筷子”沿着塔架落魄滑动。

星基地1号放射塔架的“筷子”机械臂自2022年起参加使用，此前仅用于总装集成，在IFT-5中初度兑现超重B12的拿获回收。为准备回收任务，SpaceX对“筷子”进行了升级，包括：

对筷子上的桁架结构进行了加固焊合，以在拿获着陆助推器的同期，承受雄伟的负载；

在“筷子”上安装了承载超重“承载点”的着陆导轨，导轨下方设有纵向液压缓冲装配，导轨内侧填充缓冲材料；

对脐带臂进行防护，注重超重复返时的发动机尾焰对其形成冲击和烧蚀；

加多10台起重机、升降机在1号塔附件提供撑合手。

此外，SpaceX还对筷子进行了屡次全速舞动测试，并对筷子上的着陆导轨进行了压缩测试。

四、其他主要发扬

（一）启动第二代星舰制造装配

2024年6月，首枚第二代星舰（星舰V2）S33出现时星基地，昔时议论与超重B14用于第七次玄虚遨游现实。

二代星舰的鼎新包括：1）鼻锥向前襟翼变小，并向背风面出动，使前襟翼在再入过程中的受良善况得到缓解；2）有用载荷舱变短，由蓝本的5个环形筒段缩减为3个，有更多空间加注鼓舞剂，提高鼓舞剂加注量；3）每台猛禽真空发动机配备独处降液管。

SpaceX假想中的第二代超重-星舰（超重-星舰V2）具备十足叠加使用才气，箭体长度较V1加多约3米，在叠加使用景况下将大略佩戴跳跃100吨的物体进入轨谈。通过升级鼎新后，最终的第三代超重-星舰（超重-星舰V3）在十足叠加使用景况下运送才气可达到200吨，在一次性使用时可达到400吨。箭体长度将加多20～30米，推力加多至10000吨。

（二）启动第三代猛禽发动机试车

8月，SpaceX公布第三代猛禽发动机（猛禽V3）在德克萨斯州麦格雷戈初度试车的相片，试车燃烧合手续了30秒。第三代猛禽将用于第二代和第三代超重-星舰，假想海平面推力280吨，真空比冲为350秒，质地为1525千克。SpaceX称，第三代猛禽自身假想有复杂的集成冷却回路，火箭将不再需要为发动机安装零散的热防护。

（三）合手续普及制造和放射才气

领先，星基地内占地9.3万平方米的星工场正在参加使用，出产团队也曾进驻，大略将大部分制造过程汇集到兼并个空间内，尽可能将系统集成使命大略在制造前期开展，SpaceX称其目标是每年出产数百艘星舰。举例，团队不错在星工场完成星舰通盘这个词鼻锥结构制造装配，并在兼并场所处理其里面系统。因此，工程东谈主员对任何过程有疑问，都不消离开星工场去找谜底，也不消阔绰时候发送电子邮件并恭候回答，不错径直靠近面交流。

其次，SpaceX也曾完成了星基地第二个放射塔架的修复，但尚未完成筷子、脐带臂和干系设施的安装，预测在2025年参加使用，大略提高遨游节拍，更快地进行测试。此外，SpaceX还正在对东海岸肯尼迪航天中心LC-39A放射台过甚隔壁的放射、着陆和其他干系基础设施进行升级，包括新建一个放射塔架，昔时在东海岸用于超重-星舰的放射和回收。

临了，为普及星基地的才气，SpaceX参加了无数经费和资源。自2014年以来，径直在星基地参加30亿好意思元，星基地全职雇员的东谈主数跳跃2100东谈主。在最近应酬环境保护组织的诉讼中，SpaceX称如若法院暂停星基地的放射行动，每天的赔本将高达400万好意思元。

五、小结

（一）超重-星舰工程应用程度得到极大推动

这次现实任务取得了全面的告成，考证了超重助推级筷子回收的可行性，以及星舰飞船级精确软着陆才气。超重-星舰向十足、快速可叠加使用鼓舞，同期为其工程化应用奠定了基础。这次试飞后，预测第六次玄虚遨游现实（IFT-6）最早将于2024年12月进行，第七次玄虚遨游现实（IFT-7）很可能会在2025年进行。如若一切获胜，预测2025年SpaceX将进行在轨船对船的鼓舞剂转机演示，以考证星舰的在轨鼓舞剂加注才气。星舰将按照议论率先应用于SpaceX的二代星链卫星星座的部署任务中，并应用于其他生意卫星的放射。在此基础上，四肢NASA阿尔忒弥斯议论的一部分，有望在2026年将宇航员奉上月球。跟着超重-星舰可叠加使用时刻的锻练，在“火箭货运”方式下，或将为军方提供人人点对点运送投送才气。

（二）“筷子”决策取得告成再次解说快速迭代念念路的可行性

筷子回收无疑又是一次果敢的立异，其告成在很大程度上基于SpaceX的快速迭代研发念念路，以及因此累积的无数对于火箭假想、制造、放射和回收等各个门径的可贵教养。在其发展历程中，SpaceX长久顾惜开展遨游要求下的现实，其得到教养的过程和技能短、平、快。正如马斯克屡次强调的，时候是最进攻的本钱。“让遨游件飞起来”，进而通过累积的教养“简化历程、意见历程、束缚鼎新、束缚迭代”。天然在此过程中资格了屡次首要失利匿名 文爱 app，但所得到的数据和教养愈加可贵。