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SpaceX第三次星舰轨道试飞任务

第三次星艦軌道試飛

第三次星舰轨道试飞任务（IFT-3）是SpaceX的第三次星舰全系统联合发射测试飞行，于UTC时间2024年3月14日13:25发射升空[1]，此次飞行进行了第二节星舰的内部燃料转移、载荷舱门开关以及再入大气层，原定的真空发动机点火则因滚转速率过高而没进行[2]。

第三次星舰轨道试飞任务(IFT-3)
BS1028从发射台上升空
名称第三次星舰轨道试飞任务(IFT-3)
任务类型试飞
运营方SpaceX
任务时长约49分39秒(讯号接收时间)
圈数＜1
航天器属性
航天器星舰BS1028
航天器类型原型机(Prototype)
发射质量B10:约3,500公顿
S28:约1,300公吨
功率B10:约7,130公吨
S28:约1,250公吨
任务开始
发射日期2024年3月14日13:25(UTC+0)
运载火箭星舰S28
超重型助推器B10
发射场SpaceX星港(Starbase)
任务结束
丢弃形式B10 溅落时于空中解体
S28 返回大气层时解体
毁损日期2024年3月14日
S28 14:14:39（UTC-0）
B10 13:31:59（UTC-0）
最后通信T+00:49:39
著陆地点S28 印度洋 (失去讯号)
B10 墨西哥湾 (上空解体)
← IFT-2
IFT-4 →

发射载具BS1028

B10

超重型助推器B10于2023年3月完主体组装，并拥有和B9一样的电动系统。同年7月19日进行了低温验证测试。9月10日，B10在推力模拟器支架上被移至梅西测试场，并在三天后进行低温测试。12月29日完成静态点火测试。B10在热分离(Hot-Staging)后成功点火减速，但在溅落墨西哥湾时因出现不正常摆动造成发动机无法正常点火[3]，导致B10于墨西哥湾上空约462米解体[4]。

调查后认为发动机未能正常点火是因向发动机液氧过滤器堵塞，导致发动机氧气涡轮泵的入口压力损失，并使助推器的著陆点火(Landing Burn)推力低于预期[5]，因而导致速度过快而解体。

S28

星舰S28于2023年7月进行了低温测试，而后被放置于引擎安装台上，并于8月18日开始安装引擎。2023年11月23日S28和S30被一起转移至High Bay中进行TPS(热保护系统-Thermal protection System)安装作业，12月20日完成静态点火测试[6]。S28升空后成功进行热分离(Hot-Staging)并且进入预定轨道，进行了舱内燃料转移、载荷舱舱门开关及再入大气层，原定的真空发动机点火则因滚转速率过高而没进行。星舰最终传回数据的时间约为发射后49分39秒，而后可能因黑障或星舰解体导致失去讯号，最后因时间过长，技术团队推断星舰S28已于空中解体[7]。

调查后认为，是因负责滚动控制的阀门堵塞，导致失去控制姿态的能力，而使保护区域和非受保护区域加热程度都比预期的要大得多[8]，并可能造成星舰过热而解体。

任务进程

2023年

  • 11月18日，FAA表示IFT-2任务未造成人员伤亡或公共财损的事件[9]，并且将监督SpaceX进行事故调查及报告[10]。
  • 11月19日，Elon Musk表示发射台在发射后状况良好无需整修[11]，并且IFT-3发射硬件可在接下来3至4周内准备完毕[12]。
  • 12月7日，SpaceX确认S28及B10为此次飞行的载具[13]。
  • 12月20日，S28完成静态点火测试[14][15]，6台猛禽引擎(3台真空版、3台海平面版)皆工作正常[16]。
  • 12月29日，B10完成静态点火测试[17]，并且33台猛禽引擎皆工作正常，无提前熄火[18]。

2024年

  • 1月27日，S28被运回组装线上[19]，并被放置于引擎安装台上[20]。
  • 1月31日，S28更换了至少1具猛禽引擎[21]。
  • 2月10日，B10和S28完成首次堆叠，并成为SpaceX的第4组星舰轨道发射载具。[22]
  • 2月12日，Elon Musk称次飞行将在3周内(2月中~3月初)发射[23]。
  • 2月14日，BS1028的首次湿式彩排(Wet Dress Rehearsal-WDR)因不明原因终止[24][25]。
  • 2月16日，BS1028第二次湿式彩排同样因不明原因终止[26]。
  • 2月18日，S28从B10上卸下并放到运输载具上[27]。
  • 2月19日，S28被放置于亚轨道发射台上，预计将再次进行静态点火[28]。
  • 2月19日，B10从发射台上卸下并放置运输载具上[29]。
  • 2月20日，B10抵达Mega Bay并被放置到引擎安装台3上进行飞行前检查[30]。
  • 2月26日，S28完成了涡轮旋转测试[31]。
  • 2月27日，FAA表示完成IFT-2的调查，并提出17点的改进事项[32]。
  • 2月28日，B10重回发射塔并被放置于发射台上[33]。
  • 3月1日，S28重新被堆放于B10上[34]。
  • 3月4日，BS1028成功完成湿式彩排(WDR)[35]。
  • 3月5日，S28从B10上卸下等待安装飞行终止系统(Flight Termination System-FTS)[36]。
  • 3月13日，FAA正式授予SpaceX发射许可证[37]。
  • 3月14日，UTC时间13点25分，星舰BS1028成功离开发射台，并且顺利完成热分离以及超重型助推器B10的返程点火和星舰S28大部分的测试。B10在溅落前因不正常摆动造成发动机未能正常点火，导致不正常摆荡及速度过快因而解体。S28最后回传数据高度约为65公里，速度约为25724(或25707)公里每小时，应为在再入大气层时解体[38][39]。
  • 3月14日，FAA认定此次飞行发生事故，将监督SpaceX进行事故调查[40]。
  • 5月23日，SpaceX发布此次的事故总结[41]。

发射程序

SpaceX于2024年3月14日13:25UTC发射IFT-3[42]。(原定为12:30UTC，因限制海域有船只闯入而延后约1小时[43][44]。)

发射流程及时间[45]
预定时间 发射程序 实际时间 备注
T-01:15:00 发射总监进行各部门投票决定是否开始加注推进剂 T-01:01:XX[46]
T-00:53:00 星舰S28液态氧(Liquid Oxygen)开始装载 T-00:51:XX[47]
T-00:51:00 星舰S28液态甲烷(Liquid methane)开始装载
T-00:42:00 超级重型助推器B10液态氧(Liquid Oxygen)开始装载 T-00:45:XX[48]
T-00:41:00 超级重型助推器B10液态甲烷(Liquid Methane)开始装载
T-00:19:40 助推器B10及星舰S28猛禽发动机开始预冷(Engine Chill) T-00:16:XX[49]
T-00:03:30 助推器B10液态甲烷及液态氧(Liquid Oxygen)加注完成 T-00:03:XX[50]
T-00:02:50 星舰S28液态甲烷及液态氧(Liquid Oxygen)加注完成
T-00:00:30 发射总监确认是否进行发射 T-00:00:32[51]
T-00:00:10 火焰偏转器(水冷钢板)启动 T-00:00:05[52]
T-00:00:03 助推器B10猛禽发动机开始启动程序 T-00:00:03[53]
T+00:00:00 无特别程序，等待所有发动机增加至指定推力 N/A
T+00:00:02 升空 T+00:00:02[54]
T+00:00:52 达最大动压点(Max-Q) T+00:00:57[55]
T+00:02:42 助推器B10大部分猛禽发动机关机(MECO-Most Engines Cut Off) T+00:02:42[56]
T+00:02:44 热分级Hot-Staging开始，星舰S28上的猛禽发动机启动，脱离助推器B10 T+00:02:48[57]
T+00:02:55 助推器B10返程点火推进开始 T+00:02:52[58]
T+00:03:50 助推器B10返程点火推进结束 T+00:03:48[59]
T+00:06:36 助推器B10减速至跨音速 T+00:06:56[60]
T+00:06:46 助推器B10著陆点火(Landing Burn)推进开始 T+00:05:54[61] 未正常点火
T+00:07:04 助推器B10著陆点火(Landing Burn)推进结束(助推器B10溅落墨西哥湾) N/A
T+00:08:35 星舰S28上的猛禽发动机关机，开始沿低地球轨道(LEO)飞行 T+00:08:35[62]
T+00:11:56 星舰S28载荷舱舱门打开 T+00:16:XX[63]
T+00:24:31 星舰S28上储罐与主储罐液态燃料转移测试 T+00:27:XX[64]
T+00:28:21 星舰S28载荷舱舱门关闭 T+00:28:32[65]
T+00:40:46 星舰S28在轨猛禽发动机开机测试 N/A 未能执行
T+00:49:05 星舰S28再入大气层 T+00:46:14[66] 最终解体
T+01:02:16 星舰S28减速至跨音速 N/A
T+01:03:04 星舰S28减速至亚音速
T+01:04:04 星舰S28溅落(无点火减速)印度洋

（由于星舰S28于再入过程中解体，00:49:05之后的阶段全部未能执行）

发射资讯

飞行资讯
发射时间 轨道 原型序号 现状 发射地点 降落地点 试飞时间 最高高度 结果
2024年3月14日13:25(UTC)[67] 跨大气层轨道 S28 成功升空，于再入过程中解体 德州博卡奇卡 印度洋 约49分39秒 约234km

(145.4mi)

在再入的过程中解体
此次飞行进行舱内燃料传输、载荷舱门开关测试以及在轨减速再入大气层[68]，发动机真空启动则因滚转速率过高未能进行[69]。S28最终传回数据高度约65公里，速度约25724(或25707)公里每小时，而后星舰失联。调查后认为，是因负责滚动控制的阀门堵塞，导致失去控制姿态的能力，而使保护区域和非受保护区域加热程度都比预期的要大得多[70]。
B10 成功升空并分离，于溅落前解体 德州博卡奇卡 墨西哥湾 约6分59秒 约106km

(65.8mi)

在约 462 米的高度解体
B10与S28进行热分离(Hot-Staging)后成功点火减速，最后因不正常摆动导致发动机未能正常点火而在高度约 462 米解体[71]。调查后认为发动机未能正常点火是因向发动机液氧过滤器堵塞，导致发动机氧气涡轮泵的入口压力损失，并使助推器的著陆点火(Landing Burn)推力低于预期[5]。

参考资料

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