星际飞船 Compendium

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超级重型飞船(SHS)是由排三试机号排列三今天试机号设计的拟议的超重型发射系统,用于执行火星,月球和许多其他应用的任务。它可能成为历史上最大的火箭,并有望最终取代目前所有的排三试机号排列三今天试机号航天器。由于具有完全的可重复使用性和在轨道上加油的能力,SHS可以提供​​低成本的货物和人员运输到太阳系中几乎任何地方。最重要的是,这种新火箭理论上可以用作地球上任意两点之间的超快速运输系统。在本文中,您将找到有关Super Heavy 星际飞船(正在建造)的所有重要且最新的信息。

注意:为防止混淆,我’m调用整个堆栈“Super Heavy 星际飞船”区别于 “Starship”, which I’m仅用于车辆的上层/宇宙飞船部分。

最后更新: 2020年7月1日
(变更日志)

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项目历史

Super Heavy 星际飞船 is the latest iteration of the Big Falcon Rocket (BFR), formerly known as Mars Colonial Transporter, which was first 在2016年公开展示 以星际运输系统(ITS)为名。当时,火箭的直径为12米,高度为122米。一年后,排三试机号排列三今天试机号首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk) 引入了修订版 直径为9米,高度为106米。马斯克称其为BFR,在那之前它只是该项目的内部名称。此外,这种缩小的BFR飞机还配备了一个小的三角翼,可以在不同的环境中实现更好的机动性,因为该船不仅可以在地球和火星上,而且可以在月球上或者基本上在太阳系的任何地方操作。然后,在2018年, BFR进行了其他更改,其中最重要的是增加了几个空气动力学表面,以在穿过地球和火星大气层时帮助稳定船舶。

ITS / BFR / SHS不同迭代的比较(来源:日常宇航员)

船体和坦克最初是由碳复合材料制成的,多年来,排三试机号排列三今天试机号使用这种材料生产了多个火箭零件。 2016年,该公司展示了一个用于12米直径ITS火箭的巨型氧气罐。但是,在2017年2月, 测试期间被破坏 (故意,据埃隆·马斯克说)。随后,推出了更小的BFR变体,并在2018年开始生产9米长的坦克。

But at the end of 2018, 伊隆·马斯克(Elon Musk) announced 那Falcon 9 和Falcon Heavy 不会再有任何重大升级 和the company 将 instead focus 上 the development of Super Heavy 星际飞船。同时,我们了解到SHS将使用不锈钢代替碳纤维复合材料。当被问到这种根本性的火箭设计变更的主要原因是什么时, 麝香回答: “时间。尽管事实证明它要好得多。”更新的设计是 于2019年9月公开展示.

Super Heavy 星际飞船 System

The first stage of the rocket is called the Super Heavy 和the second stage is called 星际飞船. According to 伊隆·马斯克(Elon Musk),也可以使用“Starship”对于整个堆栈。两个阶段的直径均为9米,高度总计为120米,这使SHS成为有史以来最高的火箭(土星V的高度为111米)。据埃隆·马斯克(Elon Musk)称,SHS能够向低地球轨道运送100至150公吨的货物。在以27°倾角发射到标准对地静止转移轨道的情况下,有效载荷将降至21吨(但是,马斯克估计 30至40公吨 以往)。所有这些值都是针对“完全可重用的配置”并且实际上是“在完全消耗性配置中大约增加了一倍,希望永远不会”, 据马斯克说.

SHS将是有史以来所有火箭中最高的有效载荷能力,但由于其完全可重复使用性,从边际成本方面来说,它也是最便宜的火箭。每次发射的价格预计将达到数百万美元。相比之下,猎鹰9号的造价至少为5,000万美元。 马斯克评论 价格:“This 将 sound implausible, but I think there’s a path to build 星际飞船 / Super Heavy for less than Falcon 9.” 马斯克还相信 那Super Heavy 星际飞船’到低地球轨道的每公斤货物成本至少比猎鹰9低10倍。

发射后,星际飞船既可以将货物送入轨道,然后又降落在地球上,也可以在轨道上等待其他船只向其中填充燃料和氧气,然后带着满载的坦克前往月球或火星。加油是通过将低地球轨道上的两艘船在船尾连接在一起,然后使用RCS稍微加速以使液体沿所需方向移动来进行的。将100吨货物完全加油的星舰放在高度椭圆形的地球轨道上,大约有 6.9 km / s三角v. That would allow it to go to the Moon, land 和come back to Earth without refuelling. In the case of Mars, however, the ship would need to refuel with propellants produced directly 上 the Red Planet. 星际飞船 can then take off again 和return to Earth with 20 to 50 tons of cargo.

Like the Falcon 9, Super Heavy 星际飞船 uses subcooled fuel, which allows the rocket to carry 10 to 12% more of it in the same volume. But unlike Falcon rockets which use kerosene, SHS 将 burn methane. SHS 将 contain 4,800吨 推进剂(氧气含量78%& 22% methane).

最初,两个火箭级上的RCS推进器原本都非常强大,使用甲烷,并且 据马斯克说, “与SuperDraco相比,它在设计上更接近Raptor主腔,并且将通过压力供给来实现最低的脉冲位(无涡轮泵旋转延迟)。”最终,计划得以简化, 伊隆·马斯克(Elon Musk) announced SHS只会配备功率较小的冷气推进器,从而大大简化了工作。将来,这些将被功能强大的甲烷推进器取代,因为它们’在着陆时也有用(也在月球上)。

对于Falcon火箭,坦克要用装在燃料和氧气罐内压力容器中的氦气加压。相比之下,SHS中的储罐将使用从发动机引出的气态甲烷或氧气自动加压,从而无需单独的氦气系统。 麝香说 这种新的储罐增压方法将在SHS的第一个版本中实施,但是Starhopper仍使用氦气作为增压剂。

不锈钢与碳复合材料

关于从碳复合材料到不锈钢的过渡,伊隆·马斯克(Elon Musk) 向大众力学更详细地解释了它. 太空X has chosen high quality 301级不锈钢, 哪一个should be an austenitic stainless steel with high chromium 和nickel content. 伊隆·马斯克(Elon Musk) also 说过 船的某些部分将使用在低温下强度更高的304L钢。此类钢于2020年6月使用SN7测试罐进行了首次测试。 2020年末, 太空X wants to switch 定制的30X合金“会更好“。特斯拉Cyber​​truck应该由相同的合金制成。麝香也 提到310S钢 将用于在折返中经历最高温度的那些部分。但它’s unclear if that’s still the plan.

所述钢合金的主要优点是在低温和高温下均具有出色的性能,它们’re easily workable 和have low cost (according to Musk, stainless steel is about 60 times cheaper than carbon composites). 星际飞船 将 also need to be easy to repair 上 the Moon or Mars, 和to work 上 steel, 您只需要一台普通的焊接机。而且,根据马斯克的说法,向钢铁的过渡将反直觉地导致 火箭弹增加’s payload capacity,而不是减少。

Old Atlas rockets also used steel tanks which had to be constantly pressurized with gas, or the whole thing crumpled. However, 星际飞船 is designed differently 和不会崩溃 在自己的重量下。

热保护系统

多亏了钢铁’更高的熔点,新的金属SHS设计将需要“少得多” thermal protection. That fact compensates for the higher weight of steel compared to carbon composites. This means 那星际飞船’背风侧不需要任何隔热。在迎风面 麝香通缉 使用第一个蓄热式隔热罩:

双层不锈钢外壳-类似于不锈钢三明治。本质上,您只需要两层与纵梁相连的层即可。您会在夹层之间流动燃料或水,然后在外面有微孔-非常小的孔-实际上,您会通过外部的微孔渗水,也可能渗出燃料。除非您站起来,否则您将看不到它们。但是,您可以使用蒸发冷却来冷却火箭的迎风面。

在2019年9月,埃隆·马斯克(Elon Musk)解释说可以开发出蒸腾冷却功能,但排三试机号排列三今天试机号决定采用坚固的可重复使用的瓷砖,最终使整体更轻。

从低轨道返回时约占船舶的20%’s的表面将暴露于约1476°C(1750 K)的最高温度下,再暴露20%至1326°C(1600 K)的最高温度,其余表面将达到1176°C(1450 K)以下的最高温度),其中310S钢 可以承受而无需任何额外的冷却。至于超级重型助推器再入时要承受的温度, 麝香解释 火箭最热部分的温度应不超过330°C(600 K),发动机部分周围的温度应不超过925°C(1200 K)。钢铁可以轻松应对这些温度 被动辐射冷却.

后来麝香 解释 大部分迎风面将由六角形瓷砖组成。选择它们的形状是因为这样“热气没有通过间隙加速的直线路径。”在2019年7月的CRS-18任务期间,排三试机号排列三今天试机号测试了用于飞船的瓷砖’的隔热罩。然后,伊隆·马斯克(Elon Musk)提供了有关这些瓷砖的更多详细信息,以回应一条推文,称“飞船”的高反射性表面可能不理想。伊隆·马斯克(Elon Musk)回应了一系列推文:

高反射率最大程度地减少了光子加热,高发射率最大程度地减少了颗粒加热。如果您不热,则无需散发热量。同样,当金属加热到黄色/红色/白色时,它就会停止反射。

Testing a possible 星际飞船 windward side ceramic tile. Maximizing emissivity is best for conductive/particle heating. Nice thing about steel is 那tiles can be very thin, unlike carbon fiber or aluminum airframe.

船向风侧的薄瓷砖&下风或助推器上的任何地方看起来都不是最轻的选择。

星际飞船 entering the Mars atmosphere (Credit: 太空X)

但是,马斯克没有透露六角形瓷砖或CRS-18瓷砖的材质。 Dragon飞船上的当前隔热罩使用PICA-X,但是’烧蚀材料’t desireable for the highly reusable 星际飞船. It’据推测,瓷砖可以用 TUFROC (Toughened Uni-piece Fibrous Reinforced Oxidation-Resistant Composite) because 太空X 和NASA 自2018年6月以来一直在合作开发.

该技术最初是由NASA Ames开发的,并已成功用于X-37B航天器。据报道 抛物线弧TUFROC由机械地连接到轻质纤维状二氧化硅基材料的高温浸渍碳质帽组成。关键的创新使表面处理过的碳盖与二氧化硅基绝缘材料集成在一起,否则会由于机械,化学或热因素而失效。 TUFROC是首款轻巧,低成本,经过飞行验证的可重复使用的TPS,在温度超过3,000华氏度(1648°C)的情况下具有持续的运行能力。

与航天飞机上使用的瓷砖相比,埃隆·马斯克(Elon Musk) 基本确认 那星际飞船 tiles are thinner, lighter, uniform 和easier to inspect or replace. He added 那there is no need for a sensor 上 each tile: “瓷砖本身就是传感器,因为它会在过热的地方部分烧蚀&必须更换。”

太空X is testing its version of the tiles 上 星际飞船 prototypes. According to 伊隆·马斯克(Elon Musk), the tiles are mechanically attached to steel studs 和are not ablative. The aim of these early experiments is probably to verify how the attachment of the tiles handles the vibration from the engines as well as the temperature changes from multiple refuelings of cryogenic propellants. On the 星际飞船 SN4 prototype, 太空X seemed to be testing two different types of attachment methods.

Detail of two different ways of attaching heat shield tiles 上 the 星际飞船 SN4 prototype (Credit: Nomadd / NASA Spaceflight)

猛禽引擎

Super Heavy 星际飞船 将 be powered 通过  充分 flow staged combustion Raptor engines 那burn methane 和oxygen. Methane has several advantages – it burns cleaner than kerosene used in Falcon rockets, so there is less coking 上 the engines (this helps with easy reusability), is cheap, 和can be made 上 Mars (from hydrogen extracted from ice 和from CO2 extracted from Mars atmosphere). The oxygen 和methane mixture ratio would be at 3.6 to 1.

猛禽将是功能最强大的排三试机号排列三今天试机号发动机,推力为2 MN,约为猎鹰火箭使用的Merlin 1D的2.5倍。同时,它可能是世界上最高的推重比(TWR)发动机,优于目前的记录保持者Merlin 1D。然而, 麝香说 猛禽可能无法达到推力/重量&推力/成本比高于Merlin。

根据马斯克的说法,猛禽是 设计用于1,000个航班 几乎无需维护,这尤其受到了 静压轴承的使用.

关于推力节流,2016年的Raptor应该能够将推力节流到20%,但事实证明这是一个非常困难的目标。伊隆·马斯克(Elon Musk)’s 2019年3月的声明 表示Raptor的第一个版本只能将速度降低到大约50%。

2016年的最初ITS概念使用了功率更大的猛禽,其推力为3 MN,第一级为42台发动机,飞船为9台发动机。 2018年以来的最新火箭尺寸较小,将使用 第一阶段的31个猛禽 (臭名昭著的苏联N1月球火箭有30台发动机),而太空飞船将使用 6只猛禽。自2016年9月起,在德克萨斯州麦格雷戈的测试设施中对推力为1 MN的Raptor原型进行了测试。从那时起,发动机就开始了 根本变化 和“主要是对可制造性的数百项改进”。由于这些变化,发动机 lighter 和has higher thrust 和Isp.

星际飞船’s engine section with six Raptors (Credit: 太空X)

首架可飞行的Raptor于2019年1月底从霍桑运送到麦格雷戈,并于2月初首次开火。在测试的第一周,大约 发生了6起射击, 其中之一 大约11秒长 和combustion chamber pressure of 268.9 bar was achieved. However, the 引擎损坏 在其中一项测试中。

Second manufactured Raptor was shipped to Boca Chica Village, Texas, where it was integrated into the 星际飞船 test vehicle dubbed Starhopper. The engine was then briefly ignited twice in April 2019. Third Raptor was 四月初在麦格雷戈被发现 和was tested there (射击40秒 在一处进行)。第四猛禽 已于2019年5月在McGregor中进行测试。第五架“猛禽”应该用于“星蝉”’最初的跃点,但引擎在测试过程中被损坏“解放了其氧气涡轮机定子”。因此,Starhopper将改为使用Raptor SN6,该产品已于2019年7月在McGregor中成功测试,然后 安装在Starhopper上.

In September 2019, 伊隆·马斯克(Elon Musk) 陈述 那太空X was making Raptor SN12 (Serial Number 12), 通过 December 2019 太空X has made 17架猛禽 和in 2020年1月the number increased to 20. In early March 2020, 麝香说: “我们使用的是Raptor引擎23或大约24的引擎。它几乎在所有方面都比Raptor版本1更轻,更便宜,更好,后者基本上可以吸气和炸毁。爆炸的六到七个猛禽之一,我已经数不清了。”

伊隆·马斯克(Elon Musk) 说过 那家公司’现在的重点是提高猛禽的建造速度,排三试机号排列三今天试机号希望每3天实现一个猛禽的生产率 在2019年夏季。但是,这不是’t完成(可能是因为猛禽’的设计不断调整),并在2019年11月, 伊隆·马斯克(Elon Musk) 陈述 那the production would reach a rate of 上e engine per day at some point in 2020. By April, 太空X completed 26只猛禽 和in June 2020 the total reached 30只猛禽.

Merlin使用了针状喷油器,而Raptor使用了大量的同轴旋流喷油器,排三试机号排列三今天试机号认为可以实现 最高理论混合/燃烧效率.

猛禽用途 “铣削的铜质通道,一直用铬镍铁合金护套” (made 通过 “爆炸液压成形“)进行喷嘴的再生冷却。冷甲烷在流过这些通道之前先经过这些通道’在主舱中燃烧。鹘’Merlin发动机的冷却方式与此类似。

与Merlin不同,Raptor在初始启动时不使用发火性TEA-TEB(三乙基铝三乙基硼烷)。麝香显示甲烷气体和氧气被点燃 重型火花塞 那“ignite dual blow torches 那点燃预燃器& main chamber.”氧气和燃油涡轮需要“齐头并进超快”因此,Raptor利用了COPV(复合的包裹压力容器)。 According to Paul Wooster of 太空X,这些COPV将不含氦气,并且会在飞行中重新装填,以使猛禽能够根据需要重新点燃。

2020年4月,三辆猛禽发动机在博卡奇卡(来源:Elon Musk)

关于生产 麝香说: “Raptor的某些零件将进行3D打印,但其中大部分将被加工锻件。我们开发了一种用于氧气泵的新型金属合金,该合金在高温下具有很高的强度,并且赢得了’不燃烧。几乎所有的东西都会在高压,几乎纯净的氧气中燃烧。” For this purpose, “太空X metallurgy team developed SX500 superalloy 压力为12000 psi,富含氧气的高温气体。那个挺难。在这种情况下,几乎所有金属都会变成火炬。”SX500应该是Inconel超级合金(镍+铬)的单晶现代版本。猛禽的一部分也 cast from Inconel in the 太空X foundry.

The long-term goal of 太空X is to achieve 300 bar of pressure in Raptor’的燃烧室 2020年6月。但是,马斯克过去说过 250巴就足够了 用于名义操作。在主燃烧室中的压力超过300 bar时,氧气预燃器中的压力成为问题,因为 它可以达到800巴以上 这是“超越已知物理学的极限,” 据马斯克说.

根据舱内压力比较火箭发动机(来源:每天宇航员)

The various BFR versions over the years always had an upper stage equipped with two types of Raptors, 上e type was optimized for operation in a vacuum while the other was optimized for atmospheric flight. However, in 2018, 伊隆·马斯克(Elon Musk) 说过 that, in order to simplify development 和production, 太空X would initially develop 上ly 上e version of Raptor for 星际飞船, which would be used 上 both rocket stages. These plans changed again 和伊隆·马斯克(Elon Musk) 解释 in May 2019 那星际飞船 would actually use 6只猛禽 (instead of 7), with 3 of them being optimized for vacuum 和3 optimized for atmospheric flight.

为在真空中运行而优化的类型将具有 推力2.2 MN 具有特定的冲动(Isp) between 365 和370 seconds (未来的迭代可能达到 380秒)。为了进行比较,Merlin 1D-Vac的Isp为348 s,为Atlas V火箭提供动力的RL-10发动机的Isp为451 s。猛禽的真空版本将是 固定在机身上 和will not have 像Delta IV火箭上使用的RL-10这样的延伸喷嘴,喷嘴的直径将为 2.8米。目标是逐步 将推力重量比提高50%.

针对大气飞行进行了优化的猛禽的第二个变种将具有约 真空状态下356秒推力2 MN. These engines 将 be mounted in the middle of the engine section 和will be able to 云台约15度 这是necessary for precision landing.

(Credit: 太空X)

太空X还在研发第三版Raptor,它将针对大气飞行进行优化,但不会’不能节流或矢量推力。因此,它将更加简单,因此更易于制造。而且,它会允许更高的最大推力 超过260吨 (2.6 MN),最终增加到 300吨。该发动机的质量为1,500千克,推力重量比为170或更大。相比之下,目前的记录保持者Merlin 1D的TWR远远超过150。简化的Raptor将用于可搭载多达31台发动机的Super Heavy助推器。但是,只有中部的7台发动机才能节流推力和万向节才能着陆。因此,其余的发动机可以是简化的变型。 According to 伊隆·马斯克(Elon Musk),此引擎将以最高数量生产。

伊隆·马斯克(Elon Musk)也评论了猛禽’的费用。宇航员每天估计引擎成本约为200万美元,但 马斯克在2019年6月说 虽然目前的成本要比这高,但批量生产时它会降至不到10%。 生产成本不断下降 并应减少到每个100万美元以下“Raptor V1”。目标是继续改进发动机,使V2的单位成本达到25万美元,这将具有250吨的推力,这意味着每吨推力的成本将低于1,000美元。

超重(第一阶段)

火箭的第一阶段称为“超级重型”,它将长约68米,直径为9米,由 31架猛禽发动机。只有7个中心引擎会平衡(高达15度),而外部引擎不会’t gimbal 和would be “在喷嘴处机械连接“。它可能看起来像这样:

生产第一 全尺寸 超级重型应该开始 在2019年8月下旬 但推迟到2020年末。最初的发射将仅使用大约20架猛禽(而不是全部31架发动机),以便 减少硬件损失的风险. 太空X is in no rush to start manufacturing Super Heavy before the more complicated design of 星际飞船 is solved. 伊隆·马斯克(Elon Musk) 说过 超级重型开发更简单,因为它’s basically just a longer 星际飞船 tank without flaps or heat shielding. „The 上ly thing 那really changes is the aft dome where you’re transferring thrust load into the booster. You’ve got like 31 engines, 那thrust dome obviously has to be unique, relative to the rest of the vehicle.“

超级重将 不锈钢制成 和structural strength 将 be achieved 通过 having the tanks contain “焊接的内部纵向帽子纵梁”以及倾斜挡板(如果需要)以提供箍紧度。

Super Heavy was originally supposed to have aerodynamic surfaces 那would also serve as landing legs, but 那plan was later changed 和the booster 将 have legs similar to those 上 星际飞船 (see the next section for more details). The booster 将 feature steel grid fins for control.

星际飞船 (Second Stage)

星际飞船 将 measure 50 meters with a diameter of 9 meters, 将 be powered 通过 6只猛禽 和will be have an integrated payload section able to carry over 1000 cubic meters of cargo, propellant or 最多100人. The cargo bay 将 feature a large door to provide an opening 8 meters wide 和22 meters tall.

When 星际飞船 is upright, the top part is used for cargo or passangers. For crewed flights, the ship 将 have 40 cabins, each for 2 or 3 people, as well as common areas, canteens, shops 和also a shelter where the crew can hide during a solar storm. The main methane tank is in the middle of the ship, with the main oxygen tank below it, 和the engine section is at the very bottom. According to 伊隆·马斯克(Elon Musk),引擎周围的空间将用于存储货物。它也有助于在重载货物满载时管理重负载的质心。

引擎部分的空白处 可用于存储其他货物, 哪一个“还可以帮助管理远距离货物装满时的重负载重心。”

该船具有可径向操纵的前襟翼和后鳍,用于控制新的重入剖面(类似于下降的跳伞者)中的俯仰。 据马斯克说这些气动表面是超音速和不同迎角下所有轴的机动性所必需的。特斯拉电池和冗余配置的电动机用于移动大型控制表面。每个后挡板 需要约1.5兆瓦的电力.

星际飞船 has six landing legs which are now separate from the flaps. They are folded inside the engine section 和fold out right before landing. 伊隆·马斯克(Elon Musk) 解释 那the legs were 伸缩式 和future versions would be longer, wider 和自动找平以补偿不平坦的着陆表面。这对于在月球或火星上首次降落,然后在月球或火星上建立平坦的降落地垫尤其有用。

该飞船应包含多达1200吨的燃料,其中约四分之三为氧气。关于在长途飞往火星的过程中将推进剂保持在适当的温度下, 麝香说 2017年:

主油箱将排空至真空,船的外部隔热良好(主要用于再入加热),船的船头将大部分指向太阳,因此预计将很少热量到达集管箱。也就是说,推进剂可以以少量的蒸发冷却。在路上,我们可能会添加一个低温冷却器。

伊隆·马斯克(Elon Musk) also 解释 how 星际飞船 将 be controlled 上 its way to the Moon or Mars. Vacuum Raptors 将能够节制他们的推力,但是他们的位置 将被修复。因此,船’态度会得到控制 通过大气发动机的万向节 以最小的推力运行。这样,大多数脉冲仍将通过更高效的真空引擎。

星际飞船 renders also show fan-shaped solar panels to provide electrical power. However, the initial 星际飞船 prototypes were 上ly 配备特斯拉电池组. Renders also usually show several rows of small windows 和one large window near the nose, but those would 上ly be used 上 the crewed version of 星际飞船.

为了进行热保护,钢表面应具有 不锈钢镜面涂层,可实现最大反射率。该表面不会被喷涂,因为“it 将 get too hot”。麝香还说窗户 可能有金色。至于猛禽发动机的热保护,马斯克说:“猛禽在进入大气层时必须屏蔽”。因此,引擎实际上隐藏在船内’s body.

至于船’在内部,埃隆·马斯克(Elon Musk)在2018年9月表示已经开发出各种概念。他指出,内部空间将根据任务类型而有所不同。由于持续时间和乘客人数差异很大,前往火星的船的内部与飞往月球的船的内部将有很大不同。但是,根据马斯克的说法,内部设计很重要,并且该船将有空间进行最有趣的活动,这些活动可以在失重状态下进行。

飞船将不会配备发射逃生系统。马斯克说,由于火箭是可重复使用的,并且会经常飞行,因此其长期安全性可与飞机媲美,因此不需要典型的机组逃生系统。现代飞机也没有’不会为乘客配备降落伞,而人们仅需接受一次悲剧性事故发生的可能性很小。但是,尚有待观察到SHS确实可以达到这一安全水平。

In addition to the main propellant tanks, 星际飞船 also has smaller header tanks 那will 保持 充分 直到着陆烧毁。 据马斯克说, this is important because otherwise there would be a risk 那the engines 将 suck in an air bubble caused 通过 the propellant floating around the tank in weightlessness after launch. Such a bubble could damage the engines. Therefore, 星际飞船 has smaller header tanks with propellant for landing. In the previous versions of the rocket, these tanks could be found inside the main tanks. But Musk later 说过 那the design was simplified.

Cross-section of 2017 星际飞船 showing header tanks (Credit: 太空X)

In the case of 星际飞船 Mk1, the header tanks were placed in the ship’鼻子,电池和其他硬件。原因是“平衡猛龙的高质量&底部的后鳍“。但是,从SN4原型开始,球形甲烷总箱从鼻子移动到了主燃料箱的底部。氧气总箱也是球形的,重 30吨 和the plan still is to 保持在鼻锥的尖端.

星际飞船 将 have several different variants. There 将 be at least 上e crew version, a cargo version, 推进剂储存版本 和also a tanker version which would be used to refuel other 星际飞船s in orbit. 麝香说: “起初,油轮只是一艘没有有效载荷的船。在路上,我们将建造一艘专用的油轮,该油轮的满空质量比极高(警告:这看起来有点奇怪)。”

星际飞船 is made of “barrels”, 2-meter-tall rings with a diameter of 9 meters. They are manufactured 通过 unrolling a sheet of stainless steel, cutting it 和welding it. The resulting barrel weighs 1,600 kg 和the tank section of each 星际飞船 consists of 17 桶. Then the fairing needs to be added 上 top of that. 太空X was producing two 桶 a day 2020年3月 和aims to eventually produce four a day.

Launch 和Landing

太空X’s Environmental Assessment for the 星际飞船 和Super Heavy being used at the Kennedy Space Center in Florida, 发表于2019年8月 (PDF), offered a lot of insight into how 太空X plans to intitially conduct launches 和landings.

每次发射之前,将在每个阶段进行静态着火测试。超级重型助推器静态火力测试将使所有Raptor引擎点火15秒。

SHS的最大起飞质量约为5,000公吨。助推器可以承受 3600吨 of propellant 和星际飞船 would hold about 1200吨 推进剂。在发射过程中,预计产生的羽流将在大约440 m的传播点达到环境温度。与Falcon 9发射相比,噪声水平预计会更高。

Less than 3 minutes after launch, the Super Heavy booster engines would cut off at an altitude of approximately 70 km 和星际飞船 would separate. Shortly thereafter, at an altitude of approximately 80 km, the 星际飞船 engines would start up 和burn to the desired orbit location. After separation, Super Heavy would reach an altitude of about 130 km 和then 上 descent reach hypersonic speeds above Mach 6
在降落之前,先降到高度低于8 km的亚音速。

Super Heavy 星际飞船 launch (Credit: 太空X)

最初,Super Heavy应该直接降落在发射架上以实现快速重用。但是,由于使用强力甲烷控制推进器的计划目前已被放弃(请参阅“Super Heavy 星际飞船 System”以上),因此火箭将仅配备常规的冷气推进器,并直接降落在发射台上 将不可能,至少在最初。

One of the advantages of this type of landing was Super Heavy would not need to have landing legs. Now, the Super Heavy design had to be modified 和as 解释 above in the Super Heavy section, the new engine layout indicates 那lading legs would be foldable, similar to the Falcon 9 legs. Musk also 解释 那unlike 星际飞船, the Super Heavy booster 不会先重新进入腹部,作为Super Heavy’s center of mass would be much lower than 星际飞船’,并且更加一致(无需考虑有效载荷质量),因此它会像猎鹰助推器一样首先飞行发动机。

根据埃隆·马斯克(Elon Musk)的说法,这七个超级重型’可以旋转15度以控制火箭的中央发动机将用于加速燃烧。马斯克希望,这种增强动力足以抵抗再入而生存,而猎鹰火箭弹不会降低进入速度。在这种情况下,“超级重型”仅通过着陆烧伤就可以节省螺旋桨。就像猎鹰的助推器一样,超级重型将使用鳍片来操纵。但是,Super Heavy上的那些将具有不同的形状,并且由 焊接钢 instead of titanium.

那么,登陆实际上将如何工作?至少在最初,Super Heavy总是会像无人机上的Falcon 9助推器那样降落在无人机上。无人机将定位在离岸至少37公里处。

The 星际飞船 spacecraft would initially use the existing LZ-1 landing pad 上 Cape Canaveral where Falcon booster regularly land. However, 太空X also wants to eventually build a new 85-meter-diameter landing pad inside the 39A launch complex. As a contingency, 星际飞船 would also be able to land 上 a droneship like the Super Heavy. 星际飞船 landing 上 LZ-1 would cause sonic booms 那could be heard in a much larger area compared to Falcon 9 boosters landing.

星际飞船 landing profile (Credit: 太空X)

When returning from orbit, 星际飞船 将 reenter at 60-degree angle 和will be steered using four separately-controlled flaps. Two of them are 上 the nose 和two in the aft section. According to 伊隆·马斯克(Elon Musk), 他们“在高超声速状态下产生升力,这对于限制峰值加热很重要”. In other words, 星际飞船 将 want to maximize time spent aerobraking. For interplanetary missions, 需要多次通过空气制动.

Before landing, 星际飞船 将 use its cold-gas thrusters 和Raptor engines to shift to a vertical orientation:

After landing vertically 上 LZ-1, 星际飞船 would go into an automatic safing sequence 那would vent any 保持ing liquid oxygen or methane. After the vehicle is in a safe state, a mobile hydraulic lift would raise 星际飞船 上to a transporter, similar to the current transporter used for Falcon. The 星际飞船 would be transported from the landing pad back to LC-39A or to another location for refurbishment.

麝香还建议 an alternative way of transporting 星际飞船 after it lands. 太空X could “将车轮固定在着陆脚上& tow 星际飞船 to the launch pad”, possibly 通过 a 特斯拉Cyber​​truck.

SHS生产

根据格温妮·肖特韦尔(Gwynne Shotwell)的说法,无法在排三试机号排列三今天试机号制造SHS’在霍桑市的工厂由于其规模,因为通过公路运输如此大的零件将非常昂贵:

我们以为我们’d在我们霍桑的工厂建造了[BFR],但我们对运输到港口的价格进行了估算,每次行程的费用为250万美元。这需要拆下交通信号灯,’值得。因此,我们将在水边建造一个新设施。最终,我们的发布站点还将拥有许多生产站点。

Map of 太空X facilities in KSC 和CCAFS (Credit: 太空X)

2018年4月,排三试机号排列三今天试机号以每年138万美元的价格租用了洛杉矶港的一家物业,建造了一家火箭工厂。但是,排三试机号排列三今天试机号在2019年1月和2019年3月放弃了这些计划, 伊隆·马斯克(Elon Musk) announced 那星际飞船 & Super Heavy would be built near launch pads in both Boca Chica 和Cape Kennedy simultaneously. However, in January 2020, 太空X resumed talks with city officials to build a 星际飞船 factory in Port of Los Angeles after all. But these plans were also canceled shortly afterwards.

太空X’s Environmental Assessment for the 星际飞船 和Super Heavy being used at the Kennedy Space Center in Florida, 发表于2019年8月 (PDF)提到,运载火箭部件的制造和组装将在位于KSC和CCAFS上的现有排三试机号排列三今天试机号设施进行。这些设施可能包括CCAFS上的59区和有效载荷处理设施(PPF),LC-39A上的Falcon机库以及罗伯茨路即将建造的KSC 太空X运营区。 太空X还将在移动服务站(MSS)公园场地物业和Crawlerway地区执行制造,组装和集成操作。可以在Crawlerway上使用临时和临时制造帐篷来支持操作。

In another part of the assessment, 太空X 说过 那most manufacturing of vehicle components would occur at the 太空X facility in Hawthorne, CA. Additional facilities being considered for manufacturing 和assembly include Boca Chica, TX, 和a facility in the Cidco Industrial Park, Cocoa, FL. However, this information is likely outdated because 太空X later decided to focus all 星际飞船 activities to their Boca Chica facility.

Starhopper测试车

在得克萨斯州南部,距Boca Chica村附近的排三试机号排列三今天试机号发射台不远,于2018年12月开始制造第一架星际飞船发展载具。该实验性火箭被称为Starhopper,旨在进行低空试验飞行,并将配备最多三个Raptor引擎。但它’可能与飞船的最终设计大不相同,类似于猎鹰9的设计’与Grasshopper有很多相同之处,排三试机号排列三今天试机号分别在2012年和2013年用于测试助推器着陆。

于2019年1月完全组装,无功能的Starhopper,无发动机或水管(来源:埃隆·马斯克(Elon Musk))

Starhopper的简要历史:

  • 2019年1月11日,Starhopper进行了摄影合影,但那只是一个空壳,没有功能性的发动机,油箱等。
  • Starhopper was then disassembled into two halves 和work started 上 the lower half’s internals
  • 一月底,阵阵阵阵强风摧毁了Starhopper中空的上半部分
  • 在接下来的几周中,下半部分的工作继续进行–储罐,电缆,管道,脚撑等。
  • On March 8, the completed lower half was transported to the nearby 太空X launch pad
  • 3月11日,一台新的Raptor发动机被运到了刹车垫上,几天后又安装在Starhopper上
  • 4月4日,Starhopper首次进行静态射击(持续时间约3秒)。两天后,又发生了一次短暂的射击。之后,由于不明原因将Raptor发动机从Starhopper上拆下,然后运至霍桑。
  • 6月初,Starhopper上安装了新的Raptor,但很快又被移除了。
  • 在等待另一个猛禽时,建造了一个新的着陆场。
  • 7月11日,猛禽SN06被安装在Starhopper上,为其首次无束缚飞行做准备。
  • 首次短途飞行发生在7月26日,当时车辆成功跳到了20米的高度。
  • 8月27日,Starhopper飞到150米的高度。这是它的最后一次飞行。
  • 该计划是将Starhopper用作 猛禽发动机的垂直测试台.

据马斯克说, the prototype has the same 9-meter diameter as the 星际飞船 design but is shorter. The total height of Starhopper is estimated at 40 meters, while the final orbital rocket should be about 50 metres tall. However, Starhopper is actually 上ly about 20 meters tall because it’缺少在2019年1月被摧毁的大型前锥。排三试机号排列三今天试机号选择不更换它,因为计划的试飞不需要前锥。

星际飞船 Prototypes

Starhopper仅设计用于相对简单和短距离的低空飞行,但排三试机号排列三今天试机号计划进行更高级的测试。在2018年2月, 伊隆·马斯克(Elon Musk) described 试飞计划如下:

We’将进行越来越复杂的飞行。我们真的很想测试隔热屏材料。所以我们’我会喜欢飞出去,转身,加速加速,然后进入高温,以测试隔热罩。因为我们想要一个高度可重复使用的隔热罩,’能够吸收行星际进入速度的热量。

The first 星际飞船 prototype was called Mk1 (Mark 1) 和于2019年在南德克萨斯州建造, in the same place where the Starhopper was assembled previously. This test 文章 was much closer to 星际飞船’的最终设计,并于2019年9月为Musk完全组装’s presentation about 星际飞船.

2019年5月,据透露排三试机号排列三今天试机号实际上正在同时制造两个轨道原型。除德克萨斯州外,还在距LC-39A约45公里的佛罗里达州可可市生产了另一台原型机(称为Mk2)。马斯克(Elon Musk)解释说 太空X had two teams 那simultaneously worked 上 星际飞船 prototypes in both Texas 和Florida 和competed with each other to see who 将 be faster. 他说 那both locations 将 make lots of 星际飞船s 和the goal of this friendly competition is to find out which location is the most effective. The teams 分享他们的知识 but each can choose their own approach 和do not need to follow the advice of the other team.

However, in late 2019, it started looking like Mk2 would never fly 和太空X was moving most of their 星际飞船 efforts to Texas where Mk1 was built. That 说过, 太空X is also building another facility in Kennedy Space Center (Roberts Road) where 星际飞船 might be built in the future. Compared to the Cocoa facility, transportation of the finished spacecraft from Roberts Road is easy due to its proximity to LC-39A.

在2019年11月,排三试机号排列三今天试机号开始在德克萨斯州测试Mk1原型。该计划是进行几次湿衣服排练,一次静火,并最终进行一次试飞,飞行高度为20公里。但是,在最初的一次储罐测试中,Mk1在充满低温氮气的同时爆炸并被破坏。事故发生后 伊隆·马斯克(Elon Musk) 陈述 上 推特 那太空X would scrap Mk1 和would instead focus 上 building the next prototype Mk3 with an improved design.

星舰Mk1的干重为200吨,但未来的版本应该更轻(约120吨或更少)。这将有可能归功于“指数改进”在设计和制造中。例如,原型Mk1和Mk2是由许多较小的不锈钢焊接而成的,而较新的原型则是由仅由一种钢材制成且仅需进行一次焊接的枪管部分制成的。枪管部分更高,更薄,这使得整个“星舰”都更轻。

Mk3原型最终更名为SN1,应该是“Starship V1.0” designed for orbital launches. SN1 was built in Boca Chica, which became the main facility dedicated to 星际飞船. Teams in Florida would instead focus 上 Falcons 和Dragons. 星际飞船 SN1 failed during cryogenic pressure test in late February 2020.

然后,排三试机号排列三今天试机号制造并测试了更多的Starship原型和测试槽。 SN4是第一个通过低温测试并进行几次静态射击的飞机。它原本应该进行短距离跳跃,但是在飞行前几天​​,原型机在静态起火后爆炸了。现在预计SN5或SN6将是首批飞行的星际飞船原型机(首先飞行到150米的高度,然后飞行到20公里)。这将使排三试机号排列三今天试机号能够测试襟翼,发动机重启和着陆动作。以下非官方动画显示了更长的测试飞行的样子。

Eventually, 太空X 将 start doing orbital launches. 伊隆·马斯克(Elon Musk) hopes the first 上e could happen 通过 the end of 2020. Orbital launches 将 require the Super Heavy booster, with the first 上e to be manufactured  in late 2020. According to 伊隆·马斯克(Elon Musk), the payload for the first orbital 星际飞船 launch couId be 星联 satellites 和some fun things.

You can learn more about the various 星际飞船 prototypes 在此维护清单中 (自动翻译)。

发射台

There is a new launch pad being built in South Texas . Originally, Falcon 9 和Falcon Heavy was supposed to launch from this pad, but few years later it was decided 那the pad would be used primarily for Super Heavy 星际飞船. 太空X already has three pads for Falcon rockets, so there isn’迫切需要更多,特别是由于SHS最终将最终替代Falcon 9和Falcon Heavy。

垫位于德克萨斯州南部,靠近Boca Chica村和Brownsville。 太空X在2012年购买了这块土地,但没有进行大量的建设工作’t start until 2018 for various reasons. In 2019, 太空X conducted test flights of Starhopper here. Further testing of various 星际飞船 prototypes is also planned.

Boca Chica发射台(来源:FAA)

伊隆·马斯克(Elon Musk) 陈述 那星际飞船s would also launch from the existing pad 39A at the Kennedy Space Center. Currently, Falcon 9 和Falcon Heavy rockets launch from this pad 和麝香说 那不会’t change 和“星际飞船的发射结构将固定在塔的另一侧。”建设工作于2019年底开始。

据官方介绍 环境研究,排三试机号排列三今天试机号计划在现有猎鹰底座东南约100-200米的地方为LC-39A建造一个星舰辅助发射架。星舰发射架将放置在30米的高度,以减少过多的再循环和火箭废气的侵蚀。将使用火焰分流器替代火焰猎鹰发射架上目前使用的火焰沟槽。火焰分流器由与SLC-40水冷分流器结构相似的金属管道组成。它的尺寸约为20m宽乘20m高,直接位于火箭下方。将建造一条连接星舰发射架和现有水平整合设施的新道路。

Planned upgrades for LC-39A (Credit: 太空X)

新设备也将添加到LC-39A中,以支持星舰发射。洪水系统将有新的水塔。而且由于Starship使用的燃料与Falcons不同,因此将建造一个新的甲烷农场。它将容纳约200万公斤甲烷的总容量。用于冷却甲烷的约150万公斤液氮也将存储在甲烷场中。在航天飞机计划中使用的现有火炬系统将被翻新并用作甲烷火炬。如果这不可行,则将在甲烷场附近安装一个新的火炬烟囱。

The rocket would be integrated vertically 上 the pad at LC-39A using a mobile crane. This would involve the booster being mated to the launch mount followed 通过 星际飞船 being mated to the booster. Initial
飞行将使用临时或移动式起重机,并在以后建造永久性起重机塔。永久起重机塔的高度约为120至180 m。

Unofficial concept of 星际飞船 launch 和landing pads at LC-39A (Credit: NASA Spaceflight)

NASA太空飞行报道 那test flights of the 星际飞船 prototype being built in Florida might eventually launch to orbit even without the Super Heavy booster. That would make 星际飞船 the first ever SSTO (Single Stage to Orbit). However, 伊隆·马斯克(Elon Musk) responded 通过 saying 那while 星际飞船 technically could SSTO, it wouldn’t have enough mass margin for a heat shield, landing propellant or legs, so would not be reusable. That makes SSTO launches unlikely.

The work 上 the 星际飞船 launch pad at LC-39A stopped a few months after it had started, when 太空X decided to focus all their 星际飞船 efforts to Boca Chica.

SHS应用

太空X打算为几乎任何可能的目的提供SHS。马斯克提到,有可能同时发射许多较小的卫星,或者制造新型的卫星,这将有利于星舰的有效载荷部分。当前没有其他公司提供这种服务,因此卫星的大小通常受到常规火箭上相当小的有效载荷整流罩尺寸的限制。马斯克举了一个太空望远镜的例子,如果在SHS上发射,它的镜子可以比哈勃望远镜大10倍,而无需任何复杂的折叠。巧合的是,美国宇航局进行了一项研究,以确定是否可以使用SHS发射镜面直径在8至18米之间的巨型太空望远镜LUVOIR。此外,如果对这个行业感兴趣,SHS可以收集旧的卫星或太空碎片。该火箭还可以为国际空间站提供动力。

For most of these purposes, the Falcon family of rockets can be used, but not 上ly is SHS supposed to be cheaper to operate thanks to 充分 reusability, it can also deliver cargo efficiently to more distant destinations like the Moon or Mars. However, multiple launches are required because 星际飞船 needs to be refueled 上 orbit before embarking 上 these longer journeys.

太空X希望SHS尽快投入运营。该公司需要在2027年之前发射近12,000颗卫星(不是拼写错误) 星联,它的卫星星座可以在全球范围内提供快速,廉价的互联网连接,而使用Falcon 9发射所有这些卫星将是不经济的,甚至是不可能的。马斯克(Elon Musk)在2018年底表示 星联 V1 would launch 上 Falcon, V2+ 上 星际飞船.

SHS还能够提供极快的洲际运输 最多可容纳1000名乘客。在这种情况下,SHS将从许多靠近大城市的浮动发射平台之一启动。然后,飞船将与助推器分离,助推器将降落在某处,而载有乘客的飞船将继续前进。然后,“星舰”将在一个类似于其发射平台的浮动平台上降落在目标城市附近。这些长途旅行大部分将花费大约30分钟。您可以在一小时内到达地球上最远​​的地方。根据马斯克的说法,这种运输方式的价格将与普通机票相当,并且根据排三试机号排列三今天试机号总裁格温妮·肖特韦尔(Gwynne Shotwell)的说法,该服务将于2028年投入运营。

In 2019年五月伊隆·马斯克(Elon Musk) 说过 那his team realized 那adding 2 to 4 more Raptors to 星际飞船 使点对点旅行更加轻松。这种配置“极大地提高了成本和复杂性&操作简便”,因为您没有’需要超级重型助推器。 麝香添加:“大约20马赫的距离可以达到约10,000公里的有效载荷。”

资助SHS的发展

Yusaku Maezawa with 伊隆·马斯克(Elon Musk) (Credit: Yusaku Maezawa)

在2018年9月的dearMoon活动中,埃隆·马斯克(Elon Musk)表示,只有不到5%的排三试机号排列三今天试机号资源用于SHS的开发,只有当公司的Falcon和Dragon业务顺利进行时,员工才会逐渐将重点转移到SHS项目上。马斯克预计,到2019年底,大多数工程师将致力于SHS。

马斯克估计,开发SHS的总成本约为50亿美元,但他说’很难估计。他补充说,这肯定会超过20亿美元,但可能不到100亿美元。相比之下,猎鹰9号和猎鹰重型火箭的研制费用总计在1到20亿美元之间。

太空X计划通过向ISS发射商业卫星,机组人员和货物以及向Starlink服务提供利润来资助SHS的开发。收入的另一个来源是前泽友阪(Yusaka Maezawa)等客户的存款(请参见 亲爱的月亮计划 下面)。该公司还可以继续从Falcon的运营中获利,特别是由于火箭应该很快就可以快速,轻松地重复使用。 区块5升级。根据Musk的说法,排三试机号排列三今天试机号可以储备Falcon载物台,并逐渐停止完全制造它们。由于它们的可重复使用性,他们可以在生产结束后继续使用它们。

此外,由于可重复使用的第一阶段和整流罩合计占整个火箭成本的80%,该公司将从每次发射中大幅增加其净利润。目前,他们没有理由通过降低发射价格将节省的费用从可重复使用性转移给客户,因为排三试机号排列三今天试机号发射已经比竞争对手便宜得多。 SHS开始发射后,客户将可以选择使用经过验证且可能更昂贵的Falcon发射货物,或者选择价格更便宜的新型且风险更大的SHS。

美国空军 供款 猛禽发动机的发展。

美国宇航局于2019年7月宣布 它将与排三试机号排列三今天试机号和其他公司合作开发可用于登月任务的各种技术:

  • 太空X将与美国国家航空航天局(NASA)佛罗里达州的肯尼迪航天中心合作,改进其技术,将大型火箭垂直降落在月球上。这包括用于评估发动机羽流与月球重击石相互作用的高级模型。
  • 太空X 将 work with Glenn 和Marshall NASA centers to advance technology needed to transfer propellant in orbit, an important step in the development of the company’s 星际飞船 space vehicle.

太空X is also 几家公司之一 它将竞标NASA合同向月球表面发射有用的有效载荷。此外,排三试机号排列三今天试机号还从美国国家航空航天局(NASA)获得了1.35亿美元,这是为Artemis宇航员开发人类着陆系统的第一阶段合同的一部分。如果发展顺利,则在以后的阶段中可以获得更多的资金。有关更多信息,请参见下面的 月球任务部分。​

亲爱的月亮计划

Japanese billionaire Yusaku Maezawa paid a large sum of money for a week-long trip in Super Heavy 星际飞船 around the Moon 和back. When he announced these plans in September 2018 , he also confirmed 那he was the mysterious customer who paid 太空X in 2017 for a flight around the Moon in Crew Dragon. But because the mission required 猎鹰重型, a rocket 那太空X does not plan to certify for crewed flights, the trip 将 be done using SHS instead.

Yusaku Maezawa (Credit: 太空X)

前泽是一位艺术爱好者,因此他想与来自世界各地的其他艺术家(画家,摄影师,电影制片人等)分享这种独特的太空经历,他们将与他一起绕月飞行。他认为,受艺术家启发的艺术品’经验将有助于世界和平,并唤醒我们所有人的梦想家。前泽称这个艺术项目为dearMoon,目前的计划是2023年绕月飞行。

确切的月球飞行轮廓尚未最终确定,但此行程大约需要6天。 SHS将与前泽和其他6至8位艺术家一起从地球发射升空,而星际飞船将到达地球周围的停车轨道。然后,发动机将被点火以引导飞船到达月球,并在两天内到达月球。因此,乘客将成为第一个超越地球的私人’s轨道。月球附近的飞行阶段大约需要一天,然后飞船将开始返回地球,并在两天后降落。伊隆·马斯克(Elon Musk)希望以某种方式计划任务,以使飞船离月球非常近’s surface.

Preliminary mission profile for dearMoon (Credit: 太空X)

在项目进行中’s announcement,埃隆·马斯克(Elon Musk)多次强调这是一项冒险的任务:“It’一个危险的任务。我们将竭尽所能将风险降至最低,但可能会出问题。优作是一个勇敢的人。”由于这项任务只能携带少量人员,远低于SHS的最大容量,因此马斯克表示,这将允许他们携带大量备用氧气和其他补给品,以防万一’在旅途中是一个问题。麝香’确定在实际发射之前是否会进行带有空的SHS的月球飞越测试,但随后说可能。同时,他解释说,由于飞越仅需几天,就不像去火星要花费数月,因此不需要复杂的闭环生命支持系统,其中所有的水和其他物质都将被充分利用。回收的。取而代之的是,登月任务可以使用排三试机号排列三今天试机号为机组人员前往国际空间站的任务开发的生命支持系统。

马斯克表示,这次旅程将 在虚拟现实中直播 这样每个人都可以看到’喜欢待在船上。他补充说,应该在那时运行的Starlink卫星星座可以用来传输数据。

前泽拒绝透露确切的行程费用,但马斯克说这笔钱很大,将支付开发SHS的很大一部分费用。前泽证实,他已经向排三试机号排列三今天试机号支付了可观的预付款。

月球任务

鉴于当前美国政府对登月非常感兴趣,两者 格温·肖特威尔伊隆·马斯克(Elon Musk) 希望SHS将首先执行登月任务,然后再执行火星任务。 格温·肖特威尔希望它将建立一个永久性的月度基地。 麝香解释 首先去月球更好,因为“它只有3天的路程,您不需要行星际轨道同步” (which occurs 上ly every 26 months in the case of Mars). According to Shotwell, 星际飞船 should land 上 the Moon 通过 2022. The plan is to leave useful cargo 上 the surface 那could be used 通过 NASA or other companies. Shotwell also 说过 那a crewed 星际飞船 could land 上 the Moon in 2024.

星际飞船 landing 上 the Moon (Credit: 太空X)

美国宇航局于2020年4月宣布 那it has selected designs from Dynetics, Blue Origin 和太空X, which are developing lunar landing systems for NASA astronauts to land 上 the Moon in 2024 as part of the Artemis program. For these purposes, 太空X has designed a simplified version of its 星际飞船 spacecraft. After refueling in Earth’s orbit, this lunar 星际飞船 could transport up to 100 tons of cargo to the Moon in addition to transporting astronauts from the Moon’轨道到达水面并返回。

Modified lunar 星际飞船 for NASA’s Artemis program (Credit: 太空X)

The most significant changes compared to a regular 星际飞船 is the absence of aerodynamic control surfaces (flaps) 和the heat shield. These features are 上ly needed during the return to Earth, but in this case the lunar 星际飞船 would 保持 上 the Moon. The official pictures of the lunar variant of 星际飞船 also show 那solar panels would be placed 上 the tip of the ship 和the astronauts would get from the ship to the Moon’由某种电梯升起。

船舶在登月之前的减速将通过发射猛禽发动机来完成,但是随后将关闭这些发动机,并且在着陆机动的最后阶段将在船的上部使用新的甲烷推进器。原因是猛龙是如此之强,以至于没有着陆垫就不可能降落在月球表面。猛禽将在炸碎的巨石上炸毁一个陨石坑,船将在着陆时翻倒。除此之外,月球尘埃还会加速加速,使其到达轨道并可能引起其他问题。因此,排三试机号排列三今天试机号一直在与NASA合作研究飞船降落过程中引擎羽流对月球regolite的影响。较小的甲烷推进器可以解决这个问题。相同的推进器也将用于从地面发射。

Modified lunar 星际飞船 for NASA’s Artemis program (Credit: 太空X)

太空X also 说过 那by the time 星际飞船 would need to transport astronauts to the Moon’s surface in 2024, the ship 和booster should have completed many missions. These can serve as a demonstration of the technologies needed to safely conduct a lunar mission for NASA. Specifically, 太空X expects 那星际飞船 将 have achieved the following milestones 通过 2024:

  • 推出超级重型助推器
  • Flight of a reused 星际飞船
  • Long duration 星际飞船 orbital flight
  • 星际飞船 flight beyond low Earth orbit
  • 星际飞船 orbital refueling demonstration
  • Uncrewed 星际飞船 landing 上 the Moon in 2022

火星任务

埃隆·马斯克(Elon Musk)有点乐观地希望两枚SHS火箭最早能在2022年到达火星。这些最初向火星发射的发射将是无人的,其主要目的是确定潜在风险,确认目标地区是否有水并运送为未来的任务提供能量和生命支持并建立采矿作业所需的必要设备。

星际飞船s 上 Mars (Credit: 太空X)

马斯克认为,前往火星的最佳发射窗口每26个月打开一次,因此,马斯克认为,如果2022年对火星的货运任务成功,第一批人可能会在2024年前往火星。这次,四艘星舰将在发射窗口内发射,其中两艘将机组人员和两名载货。该任务的主要目的是发射排三试机号排列三今天试机号’的燃料生产工厂,并建立一个可以在将来扩展的小型基地。太空X’保罗·伍斯特(Paul Wooster)希望许多星际飞船将留在火星上,并作为第一批定居者的栖息地。

伊隆·马斯克(Elon Musk)估计,要使基地实现自给自足,至少需要10个发射窗口,因此 最早在2050年. In a 2017 presentation, Musk showed how the development of a Mars base could look like. The base centers around 星际飞船s 和a solar-powered plant 那makes methane 和oxygen out of Mars ice 和atmospheric carbon.

马斯克说,对于普通人来说,去火星的票价主要取决于乘客的数量。但 他相信 前往火星的费用(往返航班是免费的)一天将降至$ 500,000以下,甚至可能低于$ 100,000。对于发达国家的人来说,这足够低了,他们可以出售自己的房屋和其他地上的财产,并根据需要迁居火星。

话虽如此,马斯克在2018年指出,所有这些计划都是非常理论性的,目前尚不确定SHS能否成功飞行。他承认整个项目可能会失败,但同时也指出了排三试机号排列三今天试机号在过去10年中取得的快速进步。在2008年,公司用小型Falcon 1火箭庆祝了其首次成功发射,仅十年后,Falcon Heavy首次发射了当今世界上最强大的火箭。此外,排三试机号排列三今天试机号还在商业发射市场上占据主导地位,其Falcon火箭几乎可以重复使用。马斯克认为,您可能在2008年找不到一个人,他会说排三试机号排列三今天试机号可以在10年内实现类似目标。即使他本人当时也不相信可以实现这样的目标。换句话说,排三试机号排列三今天试机号如今经验丰富得多,甚至没人能猜出该公司在未来10年内将取得的成就。

伊隆·马斯克(Elon Musk) also keeps looking ahead. 他于2019年8月表示 那the next generation of 星际飞船 could have the diameter of 18 meters, or twice the size of the current design.

你喜欢这篇文章吗?查看类似的详细信息 简编 about other 太空X topics: 星联猎鹰重型OctaGrabber光顺恢复 and more…


变更日志:

  • Jul 1, 2020 – Huge update based 上 news from the last several months (mainly about Super Heavy, 星际飞船 prototypes 和lunar 星际飞船)
  • 2020年2月7日–终于可以根据Musk正确更新整篇文章’过去几周和几个月的2019年演讲和其他新闻
  • Aug 4, 2019 – Added a new section about launching 和landing 星际飞船 和Super Heaby + added new information about 太空X’s plans for launching 星际飞船 from LC-39A 和other tidbits from the recently published Environmental Assessement
  • Jul 28, 2019 – Added new information about 星际飞船’可能的陶瓷隔热罩,更新的超重型发动机布局和首次Starhopper飞行
  • Jul 13, 2019 – Added new information about 星际飞船’Raptor,Starhopper和德克萨斯州的轨道原型机的有效​​载荷功能和新开发
  • Jun 27, 2019 – Added new information about Raptor 和星际飞船 based 上 Musk’s recent tweets + added some pictures of Starhopper 和the two 星际飞船 prototypes being built
  • 2019年6月3日–添加了有关Raptor的新信息’s vacuum variant 和星际飞船’重新设计机翼,更新超级重型时间表,当前的Starhopper进度以及在没有超级重型的情况下点对点旅行的可能性(所有信息均基于Musk’s recent tweets)
  • May 23, 2019 – Added information about Raptor 和星际飞船’根据Musk更改了引擎配置’s recent tweets
  • May 20, 2019 – Added information about the second orbital prototype being built in Florida + information about Raptor SN6 through SN10 + unconfirmed reports about 星际飞船 prototypes launching from LC-39A 和the possibility of SSTO
  • Apr 30, 2019 – Added information about 40-second Raptor test firing + added new official 星际飞船 renders
  • 2019年4月16日–添加了有关Starhopper进度的一些信息以及有关该轨道原型的更多详细信息,’s being built
  • 2019年4月4日–添加了有关在McGregor中测试的Starhopper静态火力和第三架Raptor的信息
  • 2019年3月25日–文章首次发布

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Emirofalgiers

First of all this a great website 和keep up the good work.

Sicilia man

做得好!

Ben

不错的总结。保持其实用性并因此使其受欢迎/参与的关键是保持其最新状态。随着项目的快速发展(和变化),这将变得困难。
最良好的祝愿。

Mark

Fantastic resource 和really well put together. A few minor suggestions:

在句子中 “In addition to the main propellant tanks, 星际飞船 将 also have smaller header tanks 那remain 直到着陆烧毁。”
你可能是说“…星际飞船还将有较小的水箱 保持 充分 直到着陆烧毁。”或类似的东西

The last quote from Elon in the 星际飞船 (Second Stage) section has an unnecessary open quote mark.
起初,油轮只是一艘没有有效载荷的船。

“expensice” should be “expensive”

Lucky

做得好!只有一条评论。 Per Elon麝香’的评论,似乎SHS赢得了’不要使用氮气推进器进行机动,而会使用某些类型的甲烷推进器。“BFS将配备用于控制飞船姿态的Mehalox RCS推进器”:

Reddit AMA: //www.reddit.com/r/space/comments/76e79c/i_am_elon_musk_ask_me_anything_about_bfr/

Canadian

SuperHeavy的高度是否发生了变化,还是SuperHeavy 7.5m的第一个风扇渲染太高? (如果那里有一个舞台,那不会’在完全可重用的设置中有意义,但仍然没有’似乎占了额外的高度)

Vulinhlanhla

In reference to the cross-section of 2017 星际飞船 showing header tanks. I am just wondering 那what insulation method is used 上 CH4 line 那passes through the lox tank. Is 太空X using vacuum jacketed pipe?