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星舰飞船解锁的两类在轨补加方式

作者:太空小人
星舰飞船解锁的两类在轨补加方式

虽然星舰的运载能力很强,可以将超过100吨的载荷运往低轨,但这也带来燃料消耗快的短板,导致星舰飞船无法一次性完成登陆月球或火星的任务。因此,spacex公司正在验证一款可恢复其运力的加注型星舰飞船。

燃料是制约大部分航天器运行寿命的重要因素,因此在轨补加燃料像是给航天器重新注入血液。

星舰飞船解锁的两类在轨补加方式

用于为国际空间站运送物资并补加推进剂的“进步号”货运飞船

掌握在轨补加技术的国家主要有中、美、俄,在轨补加方式以大陆的“天舟”飞船和俄国的“进步号”飞船为典型,即通过正向的对接口与受补目标对接,然后对接机构上的加注器输送燃料完成补加。这种在轨补加方式也可以称作“正向对接式”。

而spacex公司为星舰飞船设计出两种特别的在轨补加方案,分别称为“合抱式”和“尾部对接式”。(两个称呼仅为个人想法)

spacex公司最初计划使用“合抱式”对接方式。首先,当加注飞船发射升空后,就要启动真空发动机来使自己的轨道与目标飞船轨道相同,这样才能保证两飞船能顺利交会。当加注飞船与目标飞船交会后,使用气动装置使自身缓缓接近目标飞船,当两飞船贴近后,加注飞船船体延伸出微小的对接器与目标飞船船体上的接口对接,同时为了使两飞船“抱”得更紧,加注飞船会使用固定杆与目标飞船连接,之后就可以进行在轨补加燃料了。“合抱式”的优点体现在加注飞船无需进行大幅度翻转,只需飞行至两船并列靠近即可,难度较小。

星舰飞船解锁的两类在轨补加方式

“合抱式”方式,只需飞行至两船并列靠近即可

“尾部对接式”是spacex公司验证中的一种在轨补加方式,从字面上看,它与典型的“正向对接式”恰好相反,原因在于spacex公司把对接机构设置在星舰的尾部。当加注飞船与目标飞船交会后,会受控将舰体纵向转180度,即把舰首朝前转为舰尾朝前,将两舰的对接机构相对,然后加注飞船气动靠近目标飞船直至对接并输送燃料。这种对接方式相比“合抱式”有更高的安全性和稳定性。

星舰飞船解锁的两类在轨补加方式

当载着100人的星舰飞船在飞往火星的途中突然断油,其后果将会重蹈泰坦尼克号覆辙

可以设想一下,当载着100人的星舰飞船在飞往火星的途中突然断油,其后果将会重蹈泰坦尼克号的覆辙,因此充足的燃料是至关重要的,而选择什么方式进行在轨补加燃料,也决定了星舰飞船完成任务的效率。到2024年执行“阿尔忒弥斯”计划时,星舰飞船会采用“合抱式”还是“尾部对接式”在轨加注方式,欢迎在下方留言。

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