SpaceX 星舰炸了,但马斯克的火星梦近了

2020/12/10 21:47:06 来源:雷锋网 作者:付静 责编:远洋

刚刚,全世界网友共同见证了 Elon Musk 的又一次冒险,只不过这一次,纵使「尸骨无存」也堪称成功!

北京时间 2020 年 12 月 10 日 6 时 45 分,美国得克萨斯州博卡奇卡(Boca Chica)测试基地,美国太空探索技术公司(SpaceX)的星舰(Starship)项目飞船首次高空试飞开启,在最后的时刻飞船爆炸。

测试中,Starship 飞船原型 SN8 三台发动机首先同时工作,SN8 垂直向上飞。

随后发动机逐一停止工作,SN8 开始慢慢倾斜,直至与地表平行。

接着,SN8 受重力作用开始下降,一瞬间,大家都把 NB 打在了公屏上。

SN8 即将坠落、撞击地面时,推动器重启,SN8 调整至垂直状态,挑战了关键姿态测试,网友表示 “空中杂技太绝了”。

但测试最后回收着陆时,SN8 发生爆炸,烈焰横飞。官方称原因在于头部燃料罐压力较低导致的着陆速度较快。

虽然 SN8 并未像预想的那般轻轻落在着陆台上,但直播界面官方打出一行 “Awesome test. Congrats Starship team!”(测试很精彩。恭喜星舰团队),Elon Musk 也表示:我们已经拿到所有所需要的数据。

终于,SN8 在生命终结之前迎来了高光时刻。

SN8 迎来高光时刻

本次试飞前出现了一个小插曲——直播原定于北京时间 2020 年 12 月 8 日 22 时开始,但却拖延了 8 个多小时,直到北京时间 9 日 6 时许 SpaceX 终于官宣 SN8 测试即将开始。

而就在准备点火前 1.3 秒,发动机紧急自动中止了工作,万众期待的试飞还是鸽了,蹲守的观众们仅等来了一句 “请关注下一次测试窗口”。

但很多网友也表示:鸽了总比炸了好。

早在 11 月 25 日,SpaceX CEO 埃隆 · 马斯克(Elon Musk)就透露了 Starship SN8 高空飞行的目的:测试 3 台发动机上升、机体襟翼、主储罐到顶部储罐的过渡、着陆翻转。

相比最初的计划,试飞的高度和实施时间都有了变化——试飞高度由 15 千米(约 50000 英尺)降到 12.5 千米(约 41000 英尺);时间上,最早计划 10 月底进行测试,但后续一直杳无音信、一拖再拖,直至今天。12 月 7 日 SpaceX 宣布测试最早次日进行,Elon Musk 在底下的评论也还是 “但愿明天能飞吧”。

业界人士认为,飞行高度的降低与美国联邦航空局(FAA)的航空管制有关。

而试飞时间的推迟其实也并不罕见。马斯克曾对《硅谷钢铁侠》作者、外媒记者 Ashlee Vance 说:

航天业中延迟现象司空见惯。

但无疑,在某种程度上这也反映出测试的难度并不低,毕竟 Elon Musk 曾两次公开表示 SN8 完成所有目标的几率仅三成。

“SN8”中,“SN”代表 serial number,意为序列号;数字 8 则是指 Starship 系列的第八艘原型机。

SN8 是 Starship 第一艘全尺寸原型机,也是第一艘用于高空测试的原型机,由 304L 合金制成,高 50 米、直径 9 米、重达上百吨、推力多达 600 多吨,堪称「飞行怪兽」。

《经济学人》对其的评价是:

It has more oomph than its predecessors. (它比前辈们更有魅力。)

外形上,此前原型机常被网友调侃为 “茅台”、“南孚电池”、“不锈钢保温杯”等等,而 SN8 相比「前辈」们多了一个头锥。2020 年 10 月 22 日,SN8 头锥完成吊装,看上去立马就有穿透大气层的太空火箭内味儿了。

发动机方面,原型机使用的猛禽发动机(Raptor engine)是一种可重复使用甲醇分级燃烧发动机,2019 年 7 月开始就已在 Starship 项目的火箭原型上进行飞行测试。

不过,「前辈」们只用了一台发动机,因此地面测试的高度不超过 150 米;而 SN8 则配备了三台,每台发动机推力约 225 吨,试飞高度 12.5 千米,即平流层。

值得一提的是,相比 SN5 和 SN6,SN8 还安装了控制襟翼,旨在控制飞行。

这次历史性试飞前,SN8 经历了大量前期准备工作,分别在当地时间 2020 年 10 月 20 日、11 月 10 日、11 月 12 日和 11 月 24 日进行了四次静态点火测试。从未带头锥到合体,从单台发动机到三台发动机,除第三次测试因意外损坏了启动系统,其余几次测试均成功。

如今,已在发射台上等待了 2 个多月的 SN8 终于迎来了高光时刻,「虽炸犹荣」。

星际移民,何其不易

2017 年 9 月,马斯克提出了 Starship 的概念,计划将其打造为下一代发射载具。SpaceX 给出的 Starship 定义是:一个包含着星际飞船和超重型火箭两部分、完全可重复使用的运输系统,可将宇航员和货物运送到地球轨道、月球、火星甚至更远的地方。

Starship 有效载荷 100 吨,可载 100 多人进行长途星际旅行。用 SpaceX 的话说就是,未来 Starship 是世界范围内最强大的运载系统。

搭载着飞船实现人类星际移民梦的,正是重型猎鹰运载火箭(Falcon Heavy)。

作为全球现役运载能力最强的火箭,Falcon Heavy:

  • 近地轨道(LEO)运载能力:63.8 吨

  • 地球同步轨道(GTO)运载能力:26.7 吨

  • 火星轨道运载能力:16.8 吨

  • 冥王星运载能力:3.5 吨

不过,上世纪 70 年代 NASA 所打造的土星 5 号运载火箭(最后一次发射是在 1973 年)依旧保持着最大的运载能力记录(近地轨道运载能力 140 吨),让 Falcon Heavy 真正称霸火箭家族的是其经济性——两个侧助推器都会返回发射地,主助推器降落在海面,回收所需费用大大降低。

要将人类送进宇宙空间,飞船更是关键。

2019 年 1 月,Elon Musk 宣布,考虑到成本、强度、生产难易程度等因素,飞船不再由碳纤维制造,而是用不锈钢代替。虽然后者价格是前者的 70 倍,但不锈钢不仅能抵抗复合材料在外层空间低温环境下可能发生的破裂,其熔点也足够高,可以防止在重返大气层时因高温受损,这是保证飞船回收利用的一个重要部分。

在马斯克的设想中,Starship 是一种完全可重复使用的设计,类似于一架商用飞机。

为更好地实现目标,SpaceX 在位于墨西哥湾沿岸的美国得克萨斯州城市博卡奇卡(Boca Chica)建设了 Starship 基地。

作为 SpaceX 唯一自营的发射场,Boca Chica 基地靠近墨西哥边境,人烟稀少,不仅是德州最南端,也是仅次于佛罗里达半岛的美国本土最南端,靠近赤道的地理位置意味着在此地发射火箭更能节省燃料。

自 2019 年 Starship 项目正式启动开发以来,Boca Chica 基地越来越像是 SpaceX 一窥太空模样的秘密地点。

当地时间 2020 年 6 月 6 日,刚刚携团队创造了 “龙飞船”载人航天历史的 Elon Musk 向 SpaceX 员工发布内部信表示:

Starship is the top SpaceX priority.(接下来要把精力放在星舰项目上。)

在公开信中,他提到要继续建设 Boca Chica 基地,甚至希望员工都可以搬到当地助力研发。

虽说一切努力都是为了星际移民,但打造「地表最强运载器」实属不易。

2019 年 8 月,Starhopper 原型机(仅属于 Starship 飞船的一部分)成功完成了 150 米低空测试。

但随后,SpaceX 迎来了一盆盆原型机泼来的冷水:

  • 2019 年 11 月,第一代全尺寸原型机 MK1 压力测试失败,因此 MK2 和 MK4 原型机未经测试直接退役;

  • 2020 年 2 月,新一代原型机 SN1 原型机压力测试失败,因此 SN2 原型机只进行了部分元件的测试;

  • 2020 年 4 月,SN3 原型机低温试验失败。

  • 2020 年 5 月,SN4 原型机于测试中爆炸,几乎没有留下任何完整的硬件,测试地也遭到破坏。

难得的是,北京时间 2020 年 8 月 5 日 7 时 57 分,SN5 终于顺利完成 150 米悬停测试,而当时 SN8 也已曝光。

后来的 9 月 23 日,在经历了四次失败后,SN7.1 爆炸——不过这是一次特意爆炸试验,目的是了解、研究 304L 不锈钢燃料箱所能承受的压力极限,同时也为 SN8 试飞做准备。

当然,SN8 并非入轨版本。根据 SpaceX 的计划,在飞船最终成型之前,大约要有 20 台原型机进行测试,全部迭代要在 3 年内完成,目前在建造的还有 SN9、SN10、SN11。

11 月 25 日 Elon Musk 甚至还在推特透露,SN15 将有重大升级。

原型机的迭代飞速,正如推特网友 coffeemaestro 所言:它们成长得太快了(这位网友还 po 出了下面这张 Elon Musk 抱着小模型的图片)。

但无论如何,星际移民终究是困难重重。

马斯克的「火星梦」

2002 年 Elon Musk 创立 SpaceX,三大业务领域为 Starship、Crew Dragon(龙飞船)、Starlink(星链)。

可以说,不论是一次发射 60 颗的 Starlink 卫星、已接到 NASA 订单稳定运送宇航员和货物往返国际空间站的 Crew Dragon,还是屡屡失败但进展不小的 Starship,Elon Musk 的野心一点点彰显、一点点满足。

此前据《太阳报》报道,Elon Musk 计划 2050 年前送 100 万人登上火星,其征服火星的具体细节包括:

  • 打造一支有 1000 多艘 Starship 的舰队;

  • 每天三艘 Starship 出发去火星;

  • 每艘 Starship 搭载 100 名乘客;

  • 用大约 9 年时间送 100 万人去火星。

10 月的国际火星协会大会上,Elon Musk 再次许下承诺:4 年内,SpaceX 将向火星发起首次无人飞行任务。如果所言为实,那么明年或后年 Starship 就将进入轨道。

前不久,网友注意到了 Starlink 测试版中的消费者服务条款《管理法律》(Governing Laws)。其中一条便是:

火星是自由星球,火星殖民地不承认地球法律。

对此,众人不禁发问,Elon Musk 最终是想做火星总统?

更令人震惊的是,Elon Musk 12 月初接受德国传媒巨头施普林格 CEO Mathias Dopfner 的采访时表示,希望自己死后能被埋葬在火星上(当然不是因为飞船坠毁而意外死亡)。

外媒 TechCrunch 曾在一篇报道中表示,相对于 Elon Musk 的预测,Starship 的研发进度其实已经有些落后了。

自然,考虑到火星的种种不确定因素和火箭研制的重重困难,在很多人看来登上火星甚至死后被埋葬在火星像是痴人说梦。

但不得不说,「火星梦」也并非完全没有机会实现,毕竟做梦人并非痴人,而是钢铁侠 Elon Musk。

祝愿 Starship 项目顺利推进。

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关键词:SpaceX火星

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