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SpaceX第三次星艦軌道試飛任務

第三次星艦軌道試飛

第三次星艦軌道試飛任務（IFT-3）是SpaceX的第三次星艦全系統聯合發射測試飛行，於UTC時間2024年3月14日13:25發射升空[1]，此次飛行進行了第二節星艦的內部燃料轉移、載荷艙門開關以及再入大氣層，原定的真空發動機點火則因滾轉速率過高而沒進行[2]。

第三次星艦軌道試飛任務(IFT-3)
BS1028從發射台上升空
名稱第三次星艦軌道試飛任務(IFT-3)
任務類型試飛
運營方SpaceX
任務時長約49分39秒(訊號接收時間)
圈數＜1
航天器屬性
航天器星艦BS1028
航天器類型原型機(Prototype)
發射質量B10:約3,500公頓
S28:約1,300公噸
功率B10:約7,130公噸
S28:約1,250公噸
任務開始
發射日期2024年3月14日13:25(UTC+0)
運載火箭星艦S28
超重型助推器B10
發射場SpaceX星港(Starbase)
任務結束
丟棄形式B10 濺落時於空中解體
S28 返回大氣層時解體
毀損日期2024年3月14日
S28 14:14:39（UTC-0）
B10 13:31:59（UTC-0）
最後通訊T+00:49:39
著陸地點S28 印度洋 (失去訊號)
B10 墨西哥灣 (上空解體)
← IFT-2
IFT-4 →

發射載具BS1028

B10

超重型助推器B10於2023年3月完主體組裝，並擁有和B9一樣的電動系統。同年7月19日進行了低溫驗證測試。9月10日，B10在推力模擬器支架上被移至梅西測試場，並在三天後進行低溫測試。12月29日完成靜態點火測試。B10在熱分離(Hot-Staging)後成功點火減速，但在濺落墨西哥灣時因出現不正常擺動造成發動機無法正常點火[3]，導致B10於墨西哥灣上空約462米解體[4]。

調查後認為發動機未能正常點火是因向發動機液氧過濾器堵塞，導致發動機氧氣渦輪泵的入口壓力損失，並使助推器的著陸點火(Landing Burn)推力低於預期[5]，因而導致速度過快而解體。

S28

星艦S28於2023年7月進行了低溫測試，而後被放置於引擎安裝台上，並於8月18日開始安裝引擎。2023年11月23日S28和S30被一起轉移至High Bay中進行TPS(熱保護系統-Thermal protection System)安裝作業，12月20日完成靜態點火測試[6]。S28升空後成功進行熱分離(Hot-Staging)並且進入預定軌道，進行了艙內燃料轉移、載荷艙艙門開關及再入大氣層，原定的真空發動機點火則因滾轉速率過高而沒進行。星艦最終傳回數據的時間約為發射後49分39秒，而後可能因黑障或星艦解體導致失去訊號，最後因時間過長，技術團隊推斷星艦S28已於空中解體[7]。

調查後認為，是因負責滾動控制的閥門堵塞，導致失去控制姿態的能力，而使保護區域和非受保護區域加熱程度都比預期的要大得多[8]，並可能造成星艦過熱而解體。

任務進程

2023年

  • 11月18日，FAA表示IFT-2任務未造成人員傷亡或公共財損的事件[9]，並且將監督SpaceX進行事故調查及報告[10]。
  • 11月19日，Elon Musk表示發射台在發射後狀況良好無需整修[11]，並且IFT-3發射硬件可在接下來3至4周內準備完畢[12]。
  • 12月7日，SpaceX確認S28及B10為此次飛行的載具[13]。
  • 12月20日，S28完成靜態點火測試[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完成靜態點火測試[17]，並且33台猛禽引擎皆工作正常，無提前熄火[18]。

2024年

  • 1月27日，S28被運回組裝線上[19]，並被放置於引擎安裝台上[20]。
  • 1月31日，S28更換了至少1具猛禽引擎[21]。
  • 2月10日，B10和S28完成首次堆疊，並成為SpaceX的第4組星艦軌道發射載具。[22]
  • 2月12日，Elon Musk稱次飛行將在3周內(2月中~3月初)發射[23]。
  • 2月14日，BS1028的首次濕式彩排(Wet Dress Rehearsal-WDR)因不明原因終止[24][25]。
  • 2月16日，BS1028第二次濕式彩排同樣因不明原因終止[26]。
  • 2月18日，S28從B10上卸下並放到運輸載具上[27]。
  • 2月19日，S28被放置於亞軌道發射台上，預計將再次進行靜態點火[28]。
  • 2月19日，B10從發射台上卸下並放置運輸載具上[29]。
  • 2月20日，B10抵達Mega Bay並被放置到引擎安裝台3上進行飛行前檢查[30]。
  • 2月26日，S28完成了渦輪旋轉測試[31]。
  • 2月27日，FAA表示完成IFT-2的調查，並提出17點的改進事項[32]。
  • 2月28日，B10重回發射塔並被放置於發射台上[33]。
  • 3月1日，S28重新被堆放於B10上[34]。
  • 3月4日，BS1028成功完成濕式彩排(WDR)[35]。
  • 3月5日，S28從B10上卸下等待安裝飛行終止系統(Flight Termination System-FTS)[36]。
  • 3月13日，FAA正式授予SpaceX發射許可證[37]。
  • 3月14日，UTC時間13點25分，星艦BS1028成功離開發射台，並且順利完成熱分離以及超重型助推器B10的返程點火和星艦S28大部分的測試。B10在濺落前因不正常擺動造成發動機未能正常點火，導致不正常擺盪及速度過快因而解體。S28最後回傳數據高度約為65公里，速度約為25724(或25707)公里每小時，應為在再入大氣層時解體[38][39]。
  • 3月14日，FAA認定此次飛行發生事故，將監督SpaceX進行事故調查[40]。
  • 5月23日，SpaceX發布此次的事故總結[41]。

發射程序

SpaceX於2024年3月14日13:25UTC發射IFT-3[42]。(原定為12:30UTC，因限制海域有船隻闖入而延後約1小時[43][44]。)

發射流程及時間[45]
預定時間 發射程序 實際時間 備註
T-01:15:00 發射總監進行各部門投票決定是否開始加註推進劑 T-01:01:XX[46]
T-00:53:00 星艦S28液態氧(Liquid Oxygen)開始裝載 T-00:51:XX[47]
T-00:51:00 星艦S28液態甲烷(Liquid methane)開始裝載
T-00:42:00 超級重型助推器B10液態氧(Liquid Oxygen)開始裝載 T-00:45:XX[48]
T-00:41:00 超級重型助推器B10液態甲烷(Liquid Methane)開始裝載
T-00:19:40 助推器B10及星艦S28猛禽發動機開始預冷(Engine Chill) T-00:16:XX[49]
T-00:03:30 助推器B10液態甲烷及液態氧(Liquid Oxygen)加注完成 T-00:03:XX[50]
T-00:02:50 星艦S28液態甲烷及液態氧(Liquid Oxygen)加注完成
T-00:00:30 發射總監確認是否進行發射 T-00:00:32[51]
T-00:00:10 火焰偏轉器(水冷鋼板)啟動 T-00:00:05[52]
T-00:00:03 助推器B10猛禽發動機開始啟動程序 T-00:00:03[53]
T+00:00:00 無特別程序，等待所有發動機增加至指定推力 N/A
T+00:00:02 升空 T+00:00:02[54]
T+00:00:52 達最大動壓點(Max-Q) T+00:00:57[55]
T+00:02:42 助推器B10大部分猛禽發動機關機(MECO-Most Engines Cut Off) T+00:02:42[56]
T+00:02:44 熱分級Hot-Staging開始，星艦S28上的猛禽發動機啟動，脫離助推器B10 T+00:02:48[57]
T+00:02:55 助推器B10返程點火推進開始 T+00:02:52[58]
T+00:03:50 助推器B10返程點火推進結束 T+00:03:48[59]
T+00:06:36 助推器B10減速至跨音速 T+00:06:56[60]
T+00:06:46 助推器B10著陸點火(Landing Burn)推進開始 T+00:05:54[61] 未正常點火
T+00:07:04 助推器B10著陸點火(Landing Burn)推進結束(助推器B10濺落墨西哥灣) N/A
T+00:08:35 星艦S28上的猛禽發動機關機，開始沿低地球軌道(LEO)飛行 T+00:08:35[62]
T+00:11:56 星艦S28載荷艙艙門打開 T+00:16:XX[63]
T+00:24:31 星艦S28上儲罐與主儲罐液態燃料轉移測試 T+00:27:XX[64]
T+00:28:21 星艦S28載荷艙艙門關閉 T+00:28:32[65]
T+00:40:46 星艦S28在軌猛禽發動機開機測試 N/A 未能執行
T+00:49:05 星艦S28再入大氣層 T+00:46:14[66] 最終解體
T+01:02:16 星艦S28減速至跨音速 N/A
T+01:03:04 星艦S28減速至亞音速
T+01:04:04 星艦S28濺落(無點火減速)印度洋

（由於星艦S28於再入過程中解體，00:49:05之後的階段全部未能執行）

發射資訊

飛行資訊
發射時間 軌道 原型序號 現狀 發射地點 降落地點 試飛時間 最高高度 結果
2024年3月14日13:25(UTC)[67] 跨大氣層軌道 S28 成功升空，於再入過程中解體 德州博卡奇卡 印度洋 約49分39秒 約234km

(145.4mi)

在再入的過程中解體
此次飛行進行艙內燃料傳輸、載荷艙門開關測試以及在軌減速再入大氣層[68]，發動機真空啟動則因滾轉速率過高未能進行[69]。S28最終傳回數據高度約65公里，速度約25724(或25707)公里每小時，而後星艦失聯。調查後認為，是因負責滾動控制的閥門堵塞，導致失去控制姿態的能力，而使保護區域和非受保護區域加熱程度都比預期的要大得多[70]。
B10 成功升空並分離，於濺落前解體 德州博卡奇卡 墨西哥灣 約6分59秒 約106km

(65.8mi)

在約 462 米的高度解體
B10與S28進行熱分離(Hot-Staging)後成功點火減速，最後因不正常擺動導致發動機未能正常點火而在高度約 462 米解體[71]。調查後認為發動機未能正常點火是因向發動機液氧過濾器堵塞，導致發動機氧氣渦輪泵的入口壓力損失，並使助推器的著陸點火(Landing Burn)推力低於預期[5]。

參考資料

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