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SpaceX第二次星艦軌道試飛任務

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SpaceX第二次星艦試飛任務
BS925發射後飛行於空中
B9的33台猛禽火箭發動機皆正常運作
名称第二次星艦軌道試飛任務(IFT-2)
任务类型試飛
运营方SpaceX
任務時長約8分06秒
圈數<1（計劃）
未進入軌道（信號丟失）
任務開始
發射日期2023年11月18日 13:03（UTC-0）
运载火箭星艦S25
超重型助推器B9
發射場SpaceX星港(Starbase)
任务结束
丟棄形式B9 空中解體 (FTS啟動)
S25 空中解體 (FTS啟動)
毀損日期2023年11月18日
S25 13:11:06（UTC-0）
B9 13:05:50（UTC-0）
著陸地點B9:墨西哥灣
S25:夏威夷州附近太平洋海域
← IFT-1
IFT-3 →

第二次星艦軌道試飛任務（IFT-2）是SpaceX在第一次星艦軌道試飛任務（IFT-1）後所作的第二次星艦與超級重型推進器兩節系統聯合發射測試。任務最終於2023年11月18日進行[1]，FAA於2023年11月16日（UTC-5華盛頓特區當地時間15日晚）公布發射許可[2][3]。預定飛行流程與IFT-1大致相同，於德州StarBase發射場升空並於墨西哥灣上空進行級間分離（Stage-Separation）後，超重型助推器B9減速折返並濺落於墨西哥灣（有減速點火），星艦S25則於環繞跨大氣層軌道將近一周，再入大氣層後濺落於夏威夷附近太平洋海域（無減速點火）。此次星艦較第一次發射版本新增了熱分級環（Hot-Staging Ring），具馬斯克所述，熱分級運作時超級重型推進器發動機多數發動機將關機，以剩餘的3具中央發動機以50%推力運作時，啓動上級星艦的發動機並進行分級，以便獲得額外10%的有效酬載性能[4][5]。而原先的液壓動力系統也改為電力控制，預計能簡化設計及減輕重量。

發射場部分，由於第一次試射後，超級重型助推器強大推力造成發射架下方混凝土於砂石被破壞，其底部混凝土遭徹底摧毀並露出鋼筋結構，部分地基結構被擊飛至發射場數百米外，而濺起的塵埃更飄至數公里外。於是馬斯克在發射後表示水冷鋼板可在1~2個月內安裝完畢[6]。

水冷鋼板組件於2023年7月5日完成安裝，而後歧管於後分段完成安裝，並於2023年7月17日，完成了小規模噴水測試。7月28日完成首次全功能噴水測試。8月6日首次成功用於"助推器-9"的靜態點火測試。

原定2023年11月17日發射的IFT-2，由於超重型助推器B9的網格空氣舵（Grid Fin）執行器需更換，發射時間延後至隔天[7]。

任務進程

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  • 2023年8月16日，美國國土安全部向美国海岸警卫队（USCG）發佈了一份通知文件，當中預告了8月31日將有影響後者於墨西哥灣水域作業的火箭發射活動；由此推測這大概率是星艦的第二次軌道發射。
  • 2023年8月31日，裝載飛行終止系統（Flight Termination System）所需炸藥的卡車抵達發射場；等待濕式彩排（Wet Dress Rehearsal)後安裝。
  • 2023年9月6日，馬斯克在X(前推特)上表示：「星艦已準備好發射，正在等待FAA核准」。
  • 2023年9月15日，由於FAA認為SpaceX對發射場的改建（尤其是增設的冷卻水系統），使得2022年的環境評估報告失去有效性，必須重新審核；另外，也將與美國魚類及野生動物管理局（FWS）探討發射場周邊的瀕危物種保護問題。因此，FAA公開表示尚無法批准此次發射計劃。
  • 2023年10月24日，完成首次濕式演練。
  • 2023年11月4日，SpaceX於X(前推特)上表示若監管機構批准，星艦最早可於11月中旬發射[8]。
  • 2023年11月11日，SpaceX於X(前推特)上公布若監管機構批准，星艦最早可於11月17日發射[9]。
  • 2023年11月16日(UTC-5華盛頓特區當地時間15日晚)，FAA頒布發射許可證[10]，SpaceX預定將於2023年11月17日07:00(北美中部時區)發射IFT-2[11]。
  • 2023年11月17日(北美中部時區CT當地時間16日晚)，Elon Musk表示由於助推器B9需要更換一個網格空氣舵(Grid Fin)執行器，發射時間推遲至11月18日。[7]
  • 2023年11月18日13:03(UTC-0)，星艦BS925成功離開發射台並成功完成熱分離(Hot-Staging)，但B9在分離後約31秒(發射後約201秒)於空中解體，S25在引擎關機前(發射後約486秒-資料最後更新時間)與發射中心失去訊號。B9最高飛行高度約為90km，S25則約為148km。
  • 2023年11月20日(北美中部時區CT當地時間19日晚)，Elon Musk表示星艦發射台狀況良好，下次不必對發射台進行翻修[12]。

發射過程

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(此段時間無特別標註以UTC-0為主)

11:25，超級重型助推器B9開始裝載推進劑[13]。

11:45，星艦S25開始裝載推進劑[14]。

12:58，BS925推進劑完全裝載完成[15]。

12:59，發射前40秒，SpaceX暫停倒數(在計畫中)並開始進行最終檢查[16]。

13:02，SpaceX由T-40重啟發射倒數[17]。

13:03，星艦成功離開發射台，助推器B9的33台猛禽發動機皆正常點火，發射後約67秒達最大動壓點(MAX-Q)。發射後約163秒後超重型助推器B9大部分猛禽發動機關機(MECO-Most Engines Cut Off)，5秒後(發射後約168秒)星艦S25啟動發動機開始進行熱分離程序，2秒後(發射後約170秒)S25成功脫離B9。發射後約201秒，B9因飛行中止系統啟動而解體。S25繼續點火約飛行316秒後(發射後約486秒)，地面畫面顯示空中出現氣體，而後控制中心失去和S25的通信訊號，發射總監認為S25已於空中解體[18]。

發射程序

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SpaceX於2023年11月18日13:03(UTC-0)發射IFT-2，B9於發射後約201秒解體，S25則在發射後約486秒失去訊號，發射總監認為S25可能已於空中解體。

發射流程及時間[19]
預定時間 發射程序 實際時間 備註
T-02:00:00 發射總監進行各部門投票決定是否開始加註推進劑 N/A
T-01:37:00 超級重型助推器B9液態氧(Liquid Oxygen)開始裝載 T-01:35:XX [20]
超級重型助推器B9液態甲烷(Liquid Methane)開始裝載
T-01:17:00 星艦S25液態甲烷(Liquid methane)開始裝載 T-01:15:XX [21]
T-01:13:00 星艦S25液態氧(Liquid Oxygen)開始裝載
T-00:19:40 助推器B9及星艦S25猛禽發動機開始預冷(Engine Chill) N/A
T-00:00:10 火焰偏轉器(水冷鋼板)啟動 T-00:00:05 時間因最終檢查暫停而有所延後[22]
T-00:00:03 助推器B9猛禽發動機開始啟動程序 T-00:00:03
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+00:00:05 超重型助推器的33具發動機皆成功點火[23][24]
T+00:00:52 星艦達最大動壓點(Max-Q) T+00:01:07
T+00:02:39 助推器B9大部分猛禽發動機關機(MECO-Most Engines Cut Off) T+00:02:42
T+00:02:41 熱分級Hot-Staging開始(星艦猛禽發動機啟動，脫離助推器B9) T+00:02:48 [25]
T+00:02:53 助推器B9返程點火推進開始 T+00:02:50 不過不久後超級重型助推器於空中解體
T+00:03:47 助推器B9返程點火推進結束 N/A
T+00:06:18 助推器B9減速至跨音速
T+00:06:30 助推器B9著陸點火(Landing Burn)推進開始
T+00:06:48 助推器B9著陸點火(Landing Burn)推進結束(助推器B9濺落墨西哥灣)
T+00:08:33 星艦猛禽發動機關機，開始沿跨大氣層軌道飛行 關機前星艦S25與控制中心失去聯繫
T+01:17:21 星艦再入大氣層
T+01:28:43 星艦減速至跨音速
T+01:30:00 星艦濺落(無點火減速)夏威夷周遭太平洋海域

(由於超級重型助推器B9於空中解體和星艦S25於空中失去訊號，導致00:02:53之後的階段全部未執行)

測試結果

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飛行結果
發射時間 軌道 原型序號 飛行結果 發射地點 預定降落地點 試飛時間 最高高度 結果
2023年11月18日13:03(UTC-0) 跨大氣層軌道 S25 成功升空，於空中解體 德州博卡奇卡 夏威夷附近太平洋海域 約486秒(信號中斷) 約148km

(91.96mi)

FTS系統啟動於空中解體
星艦與一級熱分離後，繼續點火約飛行316秒，地面畫面顯示空中疑似出現氣體，而後星艦訊號丟失，於是發射總監確認最後回傳資料，認為星艦已解體。調查後認為是最終階段排出多餘的液氧時洩漏起火，導致飛行電腦與通信系統損壞而導致發動機提前收到關機訊號。FTS系統因檢測到與飛行計畫不符而啟動，進而造成飛船於空中解體[26]。
B9 成功升空，於空中解體 德州博卡奇卡 墨西哥灣 約201秒(空中解體) 約90km

(55.92mi)

FTS系統啟動於空中解體
熱分級後疑似因加速度過大，減速點火時燃料無法被正常輸入部分發動機而造成推力不平衡，導致飛行終止系統啟動。調查後認為是向發動機提供液氧的過濾器堵塞造成氧化劑入口壓力減小，導致多具發動機發生故障，其中一具發動機發生劇烈故障，導致助推器於空中解體[27]。

参考资料

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  1. ^ Wall, Mike. SpaceX's 2nd Starship launch on Nov. 18: How it will work. Space.com. 2023-11-16 [2023-11-16]. （原始内容存档于November 16, 2023） （英语）. 
  2. ^ 存档副本. [2023-11-13]. （原始内容存档于2024-02-13）. 
  3. ^ https://twitter.com/FAANews/status/1724899056315777260. X (formerly Twitter). [2023-11-16]. （原始内容存档于2024-01-24） （中文）.  外部链接存在于|title= (帮助)
  4. ^ https://twitter.com/elonmusk/status/1673684418974609410. X (formerly Twitter). [2023-11-13]. （原始内容存档于2023-06-28） （中文）.  外部链接存在于|title= (帮助)
  5. ^ https://twitter.com/SpaceX/status/1692610662604702138. X (formerly Twitter). [2023-11-13]. （原始内容存档于2023-08-18） （中文）.  外部链接存在于|title= (帮助)
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