SpaceX的星际飞船终究将不得不以轨迹速度进入地球大气层，这关于大型航天器来说是极点困难的应战
腾讯科技讯 9月26日音讯，据外媒报导，在不久的将来，美国太空公司SpaceX期望开端将其开端的两个全尺度星际飞船（Starship）原型进行一系列越来越具应战性的测试飞翔，终究与其首枚超重型运载火箭（Super Heavy）共同完结轨迹发射测验。
SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)在曩昔48小时左右的时刻里在Twitter上答复了一系列问题，包含星际飞船究竟是怎么从轨迹回来地球的。这是迄今为止飞船需求阅历的最困难时期，无疑也是SpaceX有必要处理的最具应战性的工程问题。
在这张官方烘托图中，星际飞船在进入大气层时由于温度急剧升高而发光
现在，SpaceX的技术人员现已开端将很多特斯拉Model S或Model X电池组连接到终究将安装在星际飞船Mk1机头内的子组件上，供给高达400kWh的储电容量。这些电力与星际飞船Mk1重返地球和收回直接相关，最近马斯克详细描绘了这一点。他说：“咱们会装备许多强壮的电动机和电池。所需的力气是巨大的，由于整个鳍翼都在移动。9月28号会有更多关于这方面的信息更新。”
如上所述，大约400kWh的电池需求为驱动星际飞船巨大操控面的电动机供给动力，包含两个巨大的尾翼和两个前方的鳍翼。依据马斯克的说法，星际飞船的稳定性“是由进入大气层和着陆进程中尾翼和鳍翼的(十分)快速运动操控的”，这意味着飞船将需求不断调整其操控面以保持稳定飞翔。
这张官方烘托图涵盖了星际飞船共同的飞翔和着陆办法
到现在为止，SpaceX面对的最大应战是保证星际飞船可以饱尝住轨迹速度进入大气层，最好简直没有遭到任何磨损，这是星际飞船具有本钱效益的必要条件。在低地轨迹(LEO)上，星际飞船将在进入大气层时开端以不低于7.8公里/秒的速度飞翔。
简略地说，从轨迹速度减慢到在地球上着陆的进程触及将绝大多数动能转化为热量。正如马斯克指出的那样，这简直是不可避免的，但在人们想要多快地将能量转化为热量方面，仍是有些灵敏办法的。
最快抵达地球的道路需求直接潜入大气层，但这会明显添加航天器外表的热度，以至于航天器需求极点奇特的隔热罩和热维护体系。SpaceX期望为星际飞船找到一个中心肠带，在星际飞船中，航天器运用其空气动力学操控面和机身来发生升力，在15分钟以上的时刻内缓慢而小心肠将自己降到地球大气层中。
马斯克指出，这极大地削减了峰值热度，但价值是添加了星际飞船有必要散失的总能量，有点像在300度的烤箱中烤东西30分钟，而不是在600度的状况下烤10分钟。
马斯克解说称：“一点儿没错。关于可重复运用的隔热罩，请尽量削减峰值热度。关于烧蚀/耗费性，将总热量降至最低，以便可重复运用，就像星际飞船需求在高速进入大气层时的升力，那需求较低的峰值热度，但总热量或许较高。不过，低层大气会让你很快降温，所以着陆后不会太热。”
在某种程度上，星际飞船进入大气层的状况实际上与美国宇航局现已退役的航天飞机十分类似，后者从进入大气层焚烧到着陆大约需求30分钟。依据上面的信息图，看起来星际飞船从轨迹到着陆大约需求20分钟，这是由于一旦它到达较慢的速度，就会选用天壤之别的办法着陆。
马斯克开端在2018年9月描绘过，星际飞船根本上会主动失速，直到它的行进速度接近于零。之后，这艘巨大的飞船将向地球爬升，运用尾翼和鳍翼像跳伞者那样机动。而航天飞机则像水泥包裹的滑翔机相同下降在跑道上。
这种不同寻常的办法答应SpaceX避开对巨大机翼的需求，避免星际飞船在它很少需求的空气动力学外表糟蹋更多的质量。航天飞机以其巨大的、瓷砖掩盖的三角机翼和部分导致哥伦比亚灾祸的前缘屏蔽而出名。但是，一个不为人知的事实是，机翼的巨细和形状简直彻底归因于美国空军对跨间隔功能的要求，这意味着军方期望航天飞机在进入大气层和飞翔进程中可以飞翔1600多公里。这极大地约束了航天飞机的规划，并且从来没有用于其预期意图。
“猛进号”航天飞机在2007年8月的一次在轨查看中展现了它的主隔热板
走运的是，SpaceX没有“美国空军”的强制要求。取而代之的是，星际飞船将持续SpaceX笔直着陆的传统，笔直下降有点儿像跳伞运动员(或砖头)以肚皮朝上，用鳍翼和推动器翻转自己，完结推动式笔直着陆。这样一来，星际飞船就不需求像航天飞机那样成为“被逼飞翔的砖头”，它只需求可以稳定地掉落，并快速地从水平方向翻转到笔直方向即可。
此外，星际飞船简直彻底是用钢材制作的，而航天飞机依托铝合金，并需求在其船体的每寸外表上进行热维护。钢的熔化温度简直是航天飞机合金的两倍，这意味着星际飞船可以节约许多分量、金钱和时刻。一旦星际飞船完结第一次20公里高的飞翔测试，SpaceX或许会将要点转向验证星际飞船在高超音速下的功能，终究到达以轨迹速度进入大气层的水平。（腾讯科技审校/金鹿）
