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SpaceX第四次星舰轨道试飞任务

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第四次星舰轨道试飞任务(IFT-4)
名称第四次星舰轨道试飞任务(IFT-4)
任务类型试飞
运营方SpaceX
任务时长1小时5分58秒
圈数<1
航天器属性
航天器星舰BS1129
航天器类型原型机(Prototype)
发射质量约4,800公吨
功率B11:最大7,590公吨
S29:最大1,250公吨
任务开始
发射日期2024年6月6日
12:50 p.m. (UTC+0)
运载火箭超重型助推器B11
星舰S29
发射场SpaceX星港(Starbase)
任务结束
丢弃形式B11和S29皆软溅落(Soft Splashdown)于海面上
最后通信2024年6月6日(UTC+0)

B11 12:57:37

S29 13:56:06
著陆日期2024年6月6日(UTC+0)

B11 12:57:31

S29 13:55:58
著陆地点B11 墨西哥湾
S29 印度洋
← IFT-3
IFT-5 →

第四次星舰轨道试飞任务(IFT-4)是SpaceX的的第四次星舰全系统联合发射测试飞行，最终于2024年6月6日07:50 a.m. CT(或12:50 p.m. UTC+0、08:50 p.m. UTC+8)发射[1]。

5月17日，SpaceX发函要求FAA决定是否在前次飞行未威胁到公共安全，并且在满足其他发射要求的情况下，于前次飞行的调查仍在进行中时给予发射许可证[2]。而在5月28日，FAA认定IFT-3未对公共安全造成威胁[3]，但当时并未发布飞行许可。最终FAA于6月4日颁布此次飞行许可证[4]。

SpaceX将可能在IFT-5进行超重型助推器的发射塔回收测试，或在今年有80~90%机率成功。而星舰上级的回收会在2次定点著陆(或溅落)后再做返回发射场的回收测试[5]。

发射载具

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B11
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超重型助推器B11于2023年6月完主体组装[6]，并于同年10月14日及18日进行了低温测试，11月19日B11被运回Mega Bay 1进行发动机及热分离环安装[7]。2024年4月4日被运至轨道发射台(OLM)[8]，在4月5日进行了静态点火(Static Fire)测试[9]，4月7日被运回Mega Bay 1进行发射前检修[10][11]。5月7日，B11的热分级安装完成[12]。

此次目标是在墨西哥湾进行著陆点火(Landing Burn)和软溅落(Soft Splashdown)。IFT-3时因液氧过滤器堵塞而造成涡轮泵的入口压力损失从而无法正常点火，为此在IFT-4及以后的超重型助推器将在氧气罐内配备额外的硬件，以进一步提高推进剂过滤能力[13]。而为改进不正常摆动，此次预计将在返程点火(Boostback Burn)推进结束后抛弃热分离环[14]以减少返回时的质量。

此次超重型助推器B11成功升空并离开发射台，且通过了Max-Q、成功抛弃热分离环[15]并且溅落墨西哥湾。然而在发射后约4秒，B11上外围的一台固定式的猛禽发动机熄火，但整体并未受影响可以继续飞行。著陆点火(Landing Burn)时，一中圈可动式的猛禽发动机未能点火，但整体仍完成了著陆点火，成为首个完成海面溅落的超重型助推器[1]。

S29
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星舰S29于2023年9月26日进行了低温测试，3月2日被放上亚轨道发射台B[16]，3月7日进行了低温测试，3月11日进行涡轮旋转测试，于3月25日进行6发动机静态点火[17]，27日则进行单发动机静态点火[18]，而具SpaceX称此次单发动机静态点火使用了头部油箱。3月28日被移下发射台并运回生产线进行飞行前检修[19][20]。

此次目标是实现星舰的受控进入。在IFT-3时因负责滚动控制的阀门堵塞，造成星舰失去控制姿态的能力。为此，SpaceX 在星舰上增加了额外的侧滚控制推进器，以改善姿态控制冗馀，并升级硬体以提高抗堵塞能力[21]。而最终未安装的2块、及1块较薄的隔热瓦(TPS)是为了测量在未受隔热瓦保护时的加热状况及新形式的隔热瓦[22]。

此次星舰S29再次执行了海上著陆点火(Landing Burn)，是继SN15后星舰再度执行著陆点火。此次S29于发射过程中顺利进行了热分级(Hot-Staging)，并且成功在再入(Re-entry)时的高温中存活下来，以及在再入时全程连接星链卫星讯号直播[1]。然而据马斯克所述，在发射后约12分20秒，S29外部的摄影机因未知原因中断，但内部摄影机仍可工作，并且飞行资讯的讯号上传是未受影响的[23]，直到发射后约36分56秒讯号恢复[1]。而在发射后约57分12秒，S29的前襟翼(Flaps)疑似因过热导致部分损坏，但由直播画面来看，前襟翼直到最后仍连接舰体上，并成功完成了转身著陆(Landing Flip)及著陆点火(Landing Burn)溅落印度洋[1]。

任务进程

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2024年
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3月
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  • 25日，S29完成了全发动机静态点火测试[24]。
  • 27日，S29使用头部油箱完成了单发动机静态点火测试[25]。
  • 28日，S29被移下发射台并运回生产线进行飞行前检修[26][27]。
4月
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  • 7日，B11被运回Mega Bay 1进行发射前检修[29][30]。
  • 18日，FCC颁发了此次飞行的通讯许可证[31]。
  • 28日，B11的热分级环被运至Mega Bay 1[32]。
5月
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  • 7日，B11的热分级安装完成[33]。
  • 10日，S29被移入Mega Bay 2[34][35]。
  • 10日，B11被移出Mega Bay 1并运往发射场[36][37]。
  • 11日，B11被放置于发射台上[38]。
  • 11日，S29被移至发射场[39]。
  • 15日，B11和S29完成首次堆叠[40]。
  • 16日，BS1129完成部分低温测试[41]。
  • 20日，BS1129完成首次湿式彩排(WDR)[42]。S29后被移下发射台[43]。
  • 23日，SpaceX公开此次飞行计画[44]及IFT-3的事故总结[45]。
  • 26日，S29被重新堆叠于B11上[46]。
  • 28日，BS1129完成第二次湿式彩排(WDR)[47]。
  • 28日，FAA认定IFT-3未对公共安全造成威胁[3]，但尚未发布此次飞行许可。
  • 29日，S29再度被移下发射台[48]。
  • 30日，S29和B11的FTS(Flight Termination System)安装完成[49]。
6月
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  • 1日，S29被重新堆叠于B11上[50]。
  • 4日，FAA颁布此次飞行许可证[4]。
  • 4日，S29被再度移下发射台[51]。
  • 5日，S29被重新堆叠于B11上[52]。
  • 6日，UTC+0时间12点50分，星舰BS1129成功离开发射台，并且顺利完成全部项目。B11虽然在上升阶段及著陆阶段皆有一发动机未能点火，但仍不影响整体测试。S29整体而言虽无重大故障，但在再入(Re-entry)时前襟翼(Flaps)疑似因过热导致部分损坏，但直到最后也仍未脱落。另外，在发射后约12分20秒至约36分56秒之间外部摄影机讯号缺失，但整体通讯良好[1]。
  • 12日，FAA在Email中回复，对于IFT-4无须进行事故调查[53]。

发射程序

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长120分钟的发射窗口于07:00 a.m. CT(或 12:00 p.m. UTC+0、08:00 p.m. UTC+8)开启[54]。

星舰BS1129最终于2024年6月6日12:50 p.m. (UTC+0)升空。

发射流程及时间[14]
预定时间 发射程序 实际时间[1] 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-01:04:XX[55]
T-00:49:00 星舰S29液态甲烷开始装载 T-00:50:XX[56]
T-00:47:00 星舰S29液态氧开始装载
T-00:40:00 助推器B11液态甲烷开始装载 T-00:43:XX[57]
T-00:37:00 助推器B11液态氧开始装载
T-00:19:40 星舰S29及助推器B11猛禽发动机开始预冷 N/A
T-00:03:20 星舰S29液态甲烷及液态氧(Liquid Oxygen)加注完成 T-00:03:XX[58]
T-00:02:50 助推器B11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-00:00:30
T-00:00:10 火焰偏转器(水冷钢板)启动 T-00:00:08
T-00:00:03 助推器B11猛禽发动机开始启动程序 T-00:00:02
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 一外围发动机熄火
T+00:01:02 星舰BS1129达最大动压点(Max-Q) T+00:00:59
T+00:02:41 助推器B11大部分猛禽发动机关机(MECO-Most Engines Cut Off) T+00:02:46
T+00:02:45 热分级Hot-Staging开始，星舰S29上的猛禽发动机启动，脱离助推器B11 T+00:02:51
T+00:02:49 助推器B11返程点火(Boostback Burn)推进开始 T+00:02:56
T+00:03:52 助推器B11返程点火(Boostback Burn)推进结束 T+00:03:55
T+00:03:54 助推器B11抛弃热分离环 T+00:04:06
T+00:06:39 助推器B11减速至跨音速 T+00:07:08
T+00:06:43 助推器B11著陆点火(Landing Burn)开始 T+00:07:09 一中圈发动机熄火
T+00:07:04 助推器B11著陆点火(Landing Burn)结束(助推器B11溅落墨西哥湾) T+00:07:31
T+00:08:23 星舰S29上的猛禽发动机关机，开始沿跨地球轨道(LEO)飞行 T+00:08:36
T+00:47:25 星舰S29再入大气层 T+:00:44:50 前侧襟翼部分损坏
T+01:03:11 星舰S29减速至跨音速 T+01:03:24
T+01:04:01 星舰S29减速至亚音速 T+01:03:48
T+01:05:38 星舰S29开始转身著陆(Landing Flip)，为了发动机点火将星舰舰身由水平翻转为垂直于地面) T+01:05:30
T+01:05:43 星舰S29著陆点火(Landing Burn)开始 T+01:05:40
T+01:05:48 星舰S29溅落印度洋(Soft Splashdown) T+:01:05:58

发射资讯

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飞行资讯[1]
发射时间 轨道 发射地点 原型序号 现状 降落地点 溅落最低速度 最高高度 试飞时间 结果
2024年6月6日12:50 p.m.(UTC+0) 跨大气层轨道 德州博卡奇卡 S29 水上降落后按计画沉没 印度洋 16km/h 213km 1小时5分58秒 成功
S29整体而言无重大故障，但在再入(Re-entry)时前襟翼(Flaps)疑似因过热导致部分损坏，但直到最后也仍未脱落，成功溅落印度洋[1]。
B11 水上降落后按计画沉没 墨西哥湾 9km/h 109km 7分31秒 成功
B11虽然在上升阶段及著陆阶段皆有一发动机未能点火，但仍不影响整体测试，成功溅落墨西哥湾[1]。

参考资料

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