问:

SpaceX「星舰」发射计划因压力阀问题而推迟,「星舰」发射面临哪些技术困难?需要突破哪些技术障碍?

答:
SpaceX“星舰”发射面临的技术困难和需要突破的技术障碍主要有:
1. 超大推力火箭发动机研制
“星舰”采用新的Raptor methane燃料火箭发动机,它的单台推力达到了250吨,要比SpaceX目前使用的Merlin发动机推力高出近10倍。发动机推力越大,设计和制造难度越高。需要在燃料系统、喷管冷却、涡轮泵等方面做出创新设计。
2. 全流动补燃循环发动机
Raptor发动机使用全流动补燃循环等新技术,比传统的分级燃气发生器循环更复杂,技术难度更大。要确保发动机各组件match,避免发生故障。
3. 大直径碳复合材料压力舱体
“星舰”直径近9米,要制造这种大直径的碳复合材料压力舱体是个巨大的技术挑战。需要保证结构可靠性和轻量化。
4. 高效再入热防护技术
由于返回舱直径大,“星舰”的再入气动加热非常强烈。需要开发高效的热防护材料和系统来抵抗几千度高温。
5. 精确降落技术
“星舰”返回后会垂直降落在地面发射台上,对降落精度要求极高。这需要先进的导航与控制技术来实现。
6. 快速重复使用技术
“星舰”最终目标是实现24小时快速重复使用。这对发射台系统结构设计、舱体防热系统维护和发动机快速检查等提出了挑战。
7. 大量系统集成
“星舰”是一个多级复合系统,涉及到几十个子系统的设计、制造与高效协同工作。系统集成和协调也是一个大难点。