下次試飛前,SpaceX星艦須完成63項整改

SpaceX必須採取的63項整改措施,以防止事故再次發生。

美國聯邦航空局(FAA)已經結束了對SpaceX“星艦”飛船(Starship)“超重型”(Super Heavy)火箭首次合體試飛事故的調查。最終,美國聯邦航空局於9月8日報告列舉了2023年4月20日事故的多個根本原因,以及SpaceX必須採取的63項整改措施,以防止事故再次發生。

整改措施包括:重新設計飛行器硬件以防止泄漏和起火,重新設計發射臺以提高其堅固性,在設計過程中納入更多審查,對包括自主飛行安全系統(Autonomous Flight Safety System,AFSS)在內的關鍵性安全系統和組件進行更多的分析和測試,以及採用額外的變更控制措施。

美國聯邦航空局表示,事故調查的結束並不意味着立即恢復“星艦”系統的發射。SpaceX必須實施所有影響公共安全的整改措施,並在下一次“星艦”系統發射前向美國聯邦航空局申請並獲得許可證變更,以滿足所有安全、環境和其他適用的監管要求。

同樣在9月8日,SpaceX官網發佈了他們對於此次事故的調查和改進更新,全文如下——

“星艦”飛船和“超重型”火箭完全組合後的首次試飛,是提升史上最強大的火箭發射系統能力的關鍵一步。“星艦”系統的首次飛行測試提供了大量寶貴的經驗教訓,直接促成了對運載火箭和地面基礎設施的多項升級,以提高未來“星艦”系統飛行的成功概率。這種快速迭代的開發方法是SpaceX所有重大創新進步的基礎,包括“獵鷹”號運載火箭(Falcon)、“龍”飛船(Dragon)和星鏈衛星(Starlink)。在美國聯邦航空局的監督下以及美國航空航天局(NASA)和美國運輸與安全委員會(National Transportation and Safety Board)的參與下,SpaceX主導了首次試飛後的數據分析工作。

美國中部時間2023年4月20日上午8:33(北京時間4月20日晚間21:33),“星艦”飛船和“超重型”火箭首次從美國得克薩斯州星際基地(Starbase)的軌道發射臺成功升空。“星艦”飛船在墨西哥灣上空爬升到約39千米的最高高度,在上升過程中,系統因“超重型”推進器後端推進劑泄漏而起火,最終切斷了與系統主飛行計算機的連接。這導致大部分助推器發動機失去通信,最終失去了對系統的控制。此後,SpaceX實施了防泄漏措施,並改進了對發動機和助推器硬件的測試。作爲額外的整改措施,SpaceX還大幅擴充了“超重型”火箭原有的滅火系統,以防止未來發動機艙起火。

測試期間,在飛行器偏離預期軌道、無法繼續上升並開始墜落之後,自主飛行安全系統自動發出了摧毀指令,按照預期點燃了所有引爆裝置。在自主飛行安全系統啓動後出現了意外延遲,“星艦”最終在發動機點火237.474秒後解體。SpaceX對自主飛行安全系統進行了改進和重新認證,以提高系統的可靠性。

SpaceX還在實施一整套系統性能升級,這些升級與首次飛行測試期間觀察到的任何問題無關。例如,SpaceX已經制造並測試了熱級間分離系統(hot-stage separation system),在該系統中,“星艦”飛船的第二級發動機會點火將飛船推離助推器。此外,SpaceX還爲“超重型”猛禽發動機(Raptor)設計了新的電子推力矢量控制(Thrust Vector Control,TVC)系統。與傳統液壓系統相比,新系統使用全電動馬達,潛在故障點更少,能效更高。

SpaceX還對軌道發射支架和發射臺系統進行了重大升級,以防止再次發生首次飛行測試期間觀察到的發射臺基礎故障。這些升級包括對發射臺地基進行了重大加固,並增加了一個火焰導流器,SpaceX已對該導流器進行了多次成功測試。

在飛行環境中測試開發飛行硬件使SpaceX的團隊能夠快速瞭解並執行設計變更和硬件升級,從而提高未來的成功概率。在“星艦”飛船的首次飛行測試中,任務團隊學到了大量關於運載火箭和地面系統的知識。在努力建造一個完全可重複使用的發射系統的過程中,反覆改進是必不可少的,最終SpaceX將能夠讓衛星、有效載荷、乘員和貨物前往各種軌道以及地球、月球或火星着陸點。

埃隆·馬斯克(Elon Musk)表示,他對下一輪發射取得成功更有信心,他認爲成功進入軌道的可能性可以達到60%。

參考來源:[1]https://www.faa.gov/newsroom/faa-closes-spacex-starship-mishap-investigation[2]https://www.spacex.com/updates/index.html