空叉登陆火的星舰到底是什么样的？星舰用户指南v1。0全文翻译

　　来源｜B站最后的阿莱克修斯
　　本文是该作者于2020.04.06译作
　　spaceX公司介绍
　　SpaceX成立于2002年，旨在彻底改变对宇宙空间的访问并实现多行星社会。如今，SpaceX凭借其猎鹰9号和猎鹰重型运载火箭执行例行航天任务，服务对象包括美国国家航空航天局（NASA），国防部，国际政府和领先的商业公司。 SpaceX通过进行货物补给以及往返国际空间站（ISS）的飞行任务，使用＂龙＂号飞船提供了对NASA的进一步支持。很快，SpaceX也将开始将机组人员运送到国际空间站。为了提供有竞争力的发射和补给服务，SpaceX已将可重复使用性纳入了猎鹰和龙系统中，从而提高了飞船的可靠性，同时降低了成本。星际飞船计划现在利用SpaceX的经验，推出了能够快速，可靠地重复使用的下一代超重型太空运输系统。
　　星舰计划概述
　　SpaceX的星舰系统代表一种完全可重复使用的运输系统，旨在满足地球轨道需求以及对月球和火星的飞行任务。如图1所示，这种两级飞行器由超重型火箭（助推器）和星际飞船（航天器）组成，由过冷的甲烷和氧气驱动。 星舰旨在快速发展以满足近期和未来的客户需求，同时保持最高的可靠性。
　　图一：星舰和超重型火箭
　　星舰具有将卫星，有效载荷，机组人员和货物运输到各种轨道以及地球，月球或火星着陆点的能力。潜在的星舰客户可以将本指南用作获取有效载荷住宿信息的资源。这是《星际飞船用户指南》的初始版本，将根据客户的反馈进行经常更新。有效载荷配置
　　图2中显示了星舰载人和无人驾驶配置。无人驾驶飞船允许运输卫星，大型天文台，货物，加油箱或其他无人资产。随后的部分概述了可用的初步体积和机械接口；初步的有效载荷环境；以及星舰的初步质量轨道能力。请联系sales@spacex.com以评估星舰如何满足您的独特需求。
　　图2：星舰载人（左）和无人（右）的配置
　　有效载荷机械接口和有效载荷整流罩
　　标准的星舰有效载荷整流罩的外径为9 m，这是目前或正在开发的发射器中最大可用载荷量。 Starship有效载荷整流罩是其中集成了有效载荷的翻盖结构。整合后，翻盖式整流罩在启动之前一直保持关闭状态，直到准备好部署有效载荷为止。图3中显示了有效载荷部署的示例顺序。要部署有效载荷，请打开翻盖整流罩门，并将有效载荷适配器和有效载荷倾斜一定角度以准备分离。然后使用任务独特的有效负载适配器分离有效负载。如果在一次任务中有多个有效载荷，则可以提供旋转机构以使每个卫星以最大的间隙分开。一旦确认分离，并且有效载荷已经清除了整流罩，则将有效载荷整流罩门关闭，以准备飞船返回地球。
　　图3：星舰有效载荷部署顺序有效载荷体积
　　图4显示了星舰8毫米直径的有效载荷动态包络线。这种巨大的可展开包络线允许在一次发射中设计新颖的有效载荷，更多的乘坐机会和卫星群。对于要求高度高达22 m的有效载荷，还可提供扩展的有效载荷体积。
　　图4：星舰有效载荷体积（尺寸单位：m）有效载荷卫星清单
　　客户可能会出现在单舱或多舱任务中。客户可以携带一艘太空飞船，为一次星际飞船发射协调自己的乘坐份额，或者与SpaceX一起利用多舱发射。客户任务无需等待同行乘客即可飞行。星舰有效载荷区的独特大尺寸几何形状也为有效载荷集成提供了新的机会。对于需要额外结构支撑的有效载荷，星舰能够沿着侧壁或机头安装支撑，以与有效载荷上的耳轴式接口相接，类似于NASA航天飞机轨道飞行器所采用的接口。当大型负载在星舰上同时运输时，它们通常并排安装在负载适配器上。与堆叠配置相比，这减少了乘坐共享参与者之间的技术和时间依赖性。单任务清单示例：
　　1-3颗地球同步电信卫星
　　单个任务中完整的卫星星座
　　1-2颗地球同步电信卫星以及小型卫星的乘车共享系统
　　与星舰和返回地球
　　货物和人员配置有效负载适配器
　　星舰有效负载适配器附件设计用于容纳单舱位或多舱位配置的标准有效载荷接口系统。 SpaceX将提供并集成有效载荷适配器和载荷分离系统，或者将集成客户提供的适配器和分离系统。作为基准，星舰可以与传统的猎鹰 937 mm，1194 mm，1666 mm和2624 mm钳带接口兼容，包括在可以提供较大直径的情况下并排容纳多个有效载荷的能力。对于具有替代接口要求的客户，SpaceX在设计和制造非标准适配器和分离系统方面拥有广泛的经验有效载荷电气接口
　　星舰将在飞行器上复制通用的有效载荷功率和数据接口标准，以代替客户提供的用于最终发射前操作的电气地面支持设备（EGSE）。这将允许对有效负载进行供电，监控和
　　在没有安装有效载荷EGSE的整流罩中整合后进行指挥。这涵盖了处理设施和发射台上的最终预发射事件，并且其中某些电子接口可能会在飞行中继续可用。请联系sales@spacex.com了解更多信息或其他选择。
　　SpaceX有效载荷环境利用
　　从猎鹰 1，猎鹰9和重型猎鹰发射系统的发展中汲取的丰富经验和教训，SpaceX正在设计星舰和超重型火箭，以尽可能提供良好的有效载荷环境。 SpaceX将确保星舰环境达到或超过重型猎鹰发射系统的环境。为了帮助设计能够在星际飞船上飞行的航天器，SpaceX提供了以下初步有效载荷环境。
　　负载
　　SpaceX正在设计星舰，以确保加速环境完全符合行业标准水平。在飞行过程中，有效载荷将承受一系列轴向和横向加速度。超级重型和星舰发动机都可以节流，以帮助维持运载火箭和有效载荷的加速极限。
　　图5：有效载荷最大设计载荷因子
　　图5显示了在星舰上发射的单个载荷任务的最大预期设计载荷因子。实际载荷的动态载荷，加速度和挠度是星舰和载荷之间动态耦合的函数。这些负载可以通过耦合负载分析准确确定。有关有效负载特定负载或乘客共享负载评估，请联系sales@spacex.com。声学
　　飞行过程中，有效载荷会受到一系列声学环境的影响。由于声音和空气动力的激发，升空和跨音速飞行期间的水平最高。表1和图6以三分之一倍频程频段显示了最大预期有效载荷声环境。请联系sales@spacex.com，以进行特定任务的低频声学评估。
　　表1：有效载荷声学环境（1/3倍频程）
　　图6：有效载荷声学环境（1/3倍频程）
　　冲击
　　SpaceX正在设计星舰，使其具有良性的冲击环境。阶段分离和有效载荷整流罩门打开将在有效载荷界面处产生可忽略的冲击环境。因此，最大的冲击环境通常归因于为任务选择的有效载荷分离系统。下表2中提供了由有效载荷分离系统引起的在有效载荷分离平面处的典型最大冲击水平。
　　表2：在有效载荷分离平面上典型的有效载荷分离引起的冲击
　　有效载荷整合
　　SpaceX最初计划为星际飞船设计两个发射场：
　　肯尼迪航天中心LC-39A |纬度28.6082°，经度80.6041°
　　博卡奇卡发射台|北纬25.9971°，西经97.1554°
　　对于需要返回地球的有效载荷，着陆点与SpaceX协调，可能包括佛罗里达州的肯尼迪航天中心或德克萨斯州的博卡奇卡。有效载荷垂直集成在ISO 8级（100,000级）洁净室中的Starship整流罩中。然后，将集成的有效载荷堆栈转移到发射台并举到星际飞船上，同时在整个过程中保持相同的垂直方向。在封装的地面处理过程中，在处理设施中和发射台上，经过调节的空气被输送到整流罩中。有效载荷分离
　　SpaceX提供有效载荷分离系统的飞行命令和监视。星舰可以执行3轴姿态控制或自旋稳定的航天器分离。请注意，某些航天器分离操作可能会减少可用负载量。防撞回旋将根据需要执行。
　　性能
　　星舰和超重型系统具有强大的质量轨道能力。在基线可重复使用的设计中，Starship可以向近地轨道交付100多吨。利用行星轨道加油，星舰能够将前所未有的有效载荷质量传递到各种地球，绕月轴和行星际轨道。下表3中提供了可用的星舰功能的摘要。单一发射质量到轨道假定不对星舰进行轨道加油。最大质量到轨道假定停放推进剂转移，从而使有效载荷质量大大增加。这些性能数据假设星舰已完全重复使用，包括超重型火箭重返发射场。有关特定轨道的性能估计，请联系sales@spacex.com。
　　表3：预期的星舰性能货物配置
　　从一开始，星舰的设计就可以将100吨以上的货物运送到火星和月球。货物版本也可用于快速点对点地球运输。有多种有效载荷托架配置可供选择，它们允许将货物完全自主地部署到地球，月球或火星表面，如图7所示。
　　图7：月球表面的货船机组配置
　　建立SpaceX的目的是使生命成为多行星。 星舰计划通过星舰的机组配置实现了这一目标。利用龙的商业船员计划开发经验，星舰船员的配置可以将多达100人从地球运送到近地轨道，再到月球和火星。星际飞船的机组人员配置包括私人舱室，大型公共区域，集中式储藏室，太阳风暴庇护所和一个观景廊。
　　其他功能
　　完全可重复使用的星舰和超重型系统有望实现自航天飞机和太空运输系统退役以来从未发生过的太空活动，或者以前从未实现过的太空活动。使用完全可重复使用的星际飞船，可以在轨道上捕获和修复卫星，将其返回地球或转移到新的运行轨道。有关其他功能的更多信息或将新想法概念化，请联系sales@spacex.com。原文