
我哋已經報道過SpaceX第十四次星艦試飛,今日詳細分析:佢而家做到邊一步?同Falcon Heavy、中國火箭差幾遠?我認為,最重要嘅係美國開始驗證一條超重型太空運輸路線,將來大型衛星、數據中心同軍事設備嘅設計,都可能因此改變。
九月二十八日,星艦首次入軌,成功部署二十六枚實用星鏈衛星。呢個係最主要成果。但一具引擎提早熄火,原定十小時任務縮短至約三小時,上層飛船亦未做到完整回收再用。今次本來冇安排回收,所以準確講係重用仍未驗證,唔係原定回收任務失敗。
星艦嘅下一關,係上層飛船完成軌道返回之後,保持可再飛嘅狀態。下面助推器回收,唔等於上面飛船回收;落返海面,亦唔等於檢查、維修之後可以再飛。真正成熟,要將入軌、交貨、回收同再飛串成一套可靠流程。
規模差距有幾大?星艦V3全高約一百二十四點四米,主體直徑九米;Falcon Heavy高七十米,每個核心直徑三點七米;長征五號B高五十三點七米,核心直徑五米。不過,判斷大型衛星裝唔裝得落,要睇貨艙,唔係淨係睇火箭有幾高。
星艦早期貨運設計提供約八米可用直徑;Falcon Heavy同長征五號B嘅標準整流罩外徑,都係五點二米,內部仲要扣除結構同安全間隙。就算刻意用中國火箭嘅外徑比較,星艦載荷橫截面都約大二點四倍,實際內部差距會更大。
高度亦要講準。星艦早期標準載荷包絡最高約十七點二四米,延伸設計最高二十二米;長征五號B整流罩外部長二十點五米,Falcon Heavy標準整流罩高十三點二米。頂部會收窄,底部要留接駁位置,唔可以將全部空間當成一條塞得滿嘅圓柱。
所以,一件最細裝載闊度仍有六米、又唔能夠摺疊嘅設備,即使只重十五噸,五點二米外徑嘅整流罩都裝唔落。星艦八米設計包絡就有容納機會。呢個唔單止係多裝幾粒衛星,而係令原本要拆件嘅設備,有機會整體運送。
運力亦唔同級別。長征五號B約二十五噸;Falcon Heavy公開最大近地軌道運力六十三點八噸,係一次性構型;星艦V3全面重用構型設計目標一百噸,約係Falcon Heavy最大值一點六倍、長征五號B四倍。星艦今次入軌交貨,未等於已經驗證一百噸滿載。
仲有你講嘅第四代,正確名稱係V4。SpaceX提交嘅文件,提出未來版本可能達二百噸,最快由V4實現。呢個比一百四五十噸仲高,約係Falcon Heavy公開最大運力三點一倍、長征五號B八倍。要記住,呢啲係目標,唔係今日已經交出嘅成績。
中國追到邊度?長征十號乙今年七月完成首飛同一級回收,官方重用構型運力十六噸;同百噸級星艦差距明顯。Falcon 9二零一五年十二月已首次成功回收,二零一七年三月首次再飛。單計首次回收里程碑,中國遲咗約十年七個月;回收一次之後,仲要建立可靠翻新同重複使用能力。
同星艦級別比較,要睇仍未首飛嘅長征九號。國家航天局公開規劃,係一級重用構型二零三零年首飛,兩級全面重用構型二零三三至二零三五年首飛。首飛之後仲要成熟化。呢個係重大階段差距,唔係話兩邊都研究緊,就當成差唔多。
最大應用價值,係將設備喺地面整合、測試好,再一次部署。軌道數據中心可以用更完整嘅實驗模組;核反應爐可以連同屏蔽、散熱同供電配套一齊設計;大型雷達、預警同防禦性平台亦有更大空間。仍然可能要展開或接駁,但可以減少太空組裝工序。今次尚未驗證呢類大型整體設備部署。
軍事優勢更在於成本同補充速度。全面重用若成功,昂貴硬件可以攤薄成本,受損衛星可以較快補充,新設備亦可以多次試驗。美國就有機會取得部署、更新同維持太空力量嘅重大優勢。不過,今次未有實際成本降幅;運力大幾倍,唔能夠直接當成成本平幾倍。
我嘅樂觀估計係:如果引擎、隔熱同回收問題順利解決,再試七八次,用一年左右,有機會進入更穩定嘅常規送貨,並跨過上層回收再飛門檻。呢個係有條件嘅判斷;全面成熟,要等重複飛行紀錄證明。星艦而家已經開始交貨,中國同級方案仍要等首飛;如果V4再實現更大運力,追趕嘅目標亦會繼續向前移。