“史上最強(qiáng)火箭”炸了，但人類仍然向火星前進(jìn)了一小步

按照預(yù)期，星艦不炸在****臺(tái)就已經(jīng)算成功

文| Juny  編輯| VickyXiao

“五、四、三、二、一”。在激動(dòng)人心的倒計(jì)時(shí)之后，周一跳票的“史上最強(qiáng)火箭”SpaceX星艦于今日早間在德州正式點(diǎn)火升空。

在****臺(tái)的滾滾白煙之中，星艦直沖云霄，并一路加速到達(dá)接近4萬米高空。但就在****約3分30秒之后，星艦并沒能如期完成與重型助推器的分離，火箭姿態(tài)在高空中失去穩(wěn)定，旋轉(zhuǎn)下墜之后發(fā)生爆炸解體。近年來人類太空領(lǐng)域最重要的一次測(cè)試宣布以失敗告終。

雖然星艦首飛失敗，但拉開了SpaceX開啟下一階段太空征戰(zhàn)的序幕。在此前Twitter和特斯拉一個(gè)接一個(gè)的鬧劇和風(fēng)波之中，很多人已經(jīng)幾乎快忘了馬斯克“火星人”的這個(gè)角色。此次星艦的****，終于又把人們的目光重新拉回到了人類的未來和浩瀚的宇宙。

｜全球矚目的最強(qiáng)火箭****，化成了一朵“煙花”

星艦最初****時(shí)間原本定于本周一早間，當(dāng)天，全球十多萬人守著電腦前觀看這場(chǎng)創(chuàng)造歷史的****，但由于壓力閥出現(xiàn)問題，首次****在離點(diǎn)火起飛僅剩10秒時(shí)被取消。第二次****時(shí)間則被改到了美西時(shí)間今日早間。

對(duì)于此次飛行，馬斯克多次主動(dòng)降低預(yù)期，曾表示“有無數(shù)種失敗的可能性”、“成功與否的概率就像拋硬幣”、“有大概50%的幾率會(huì)在****時(shí)爆炸”等等。

今天，原定的****時(shí)間定在當(dāng)?shù)貢r(shí)間8點(diǎn)半左右。當(dāng)時(shí)火箭一度開始加注推進(jìn)劑做****準(zhǔn)備，但在倒計(jì)時(shí)21秒左右****被緊急叫停。

就在大家擔(dān)心****會(huì)被再次取消之時(shí)，幾分鐘后，倒計(jì)時(shí)重新開啟。在一片歡呼聲中，星艦在****臺(tái)翻涌的白煙中緩緩探出頭，順利起飛。一起感受一下現(xiàn)場(chǎng)這激動(dòng)人心的30秒。

，時(shí)長(zhǎng)00:42

之后，星艦不斷加速，時(shí)速?gòu)?00多公里/小時(shí)一路飆升至超過2100公里/小時(shí)，高度一路沖破3萬千米。從星艦上配備的攝像頭向下望去，已經(jīng)能看到地球的輪廓。

圖片來自SpaceX

但與此同時(shí)，在直播鏡頭中我們也能明顯看到，超重型一級(jí)火箭的 33 臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)中有4個(gè)在飛行初期就開始發(fā)生故障。大約兩分鐘后，更多引擎發(fā)生故障。而當(dāng)火箭到達(dá)接近 40 公里的最高高度時(shí)，多達(dá)八臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)似乎已經(jīng)熄火。

在****中部分發(fā)動(dòng)機(jī)失效，圖片截自SpaceX

發(fā)動(dòng)機(jī)的故障似乎也導(dǎo)致了控制問題，當(dāng)星際飛船的上級(jí)本應(yīng)與火箭第一級(jí)分離時(shí)，液壓系統(tǒng)問題可能無法控制其余發(fā)動(dòng)機(jī)推力的方向?qū)е滦桥為_始翻轉(zhuǎn)和下落。最后，在正式****后的第4分鐘，星艦在約3萬米的高空爆炸。

馬斯克此前曾表示，未來大規(guī)模生產(chǎn)后，火箭的成本可降低至2億美元，但第一艘星艦火箭造價(jià)約30億美元。這也意味著，此次，SpaceX的幾十億美元在高空中變成了一朵煙花。

但對(duì)于這次失敗的結(jié)果，SpaceX團(tuán)隊(duì)上下還是歡欣鼓舞，因?yàn)榘凑疹A(yù)期星艦不炸在****臺(tái)就已經(jīng)算成功了，并且相比此前的幾次原型機(jī)測(cè)試，此次星艦的飛行高度也刷新了記錄。但跟激動(dòng)的員工相比，鏡頭切到馬斯克時(shí)，他的表情仍然有些耐人尋味。

據(jù)了解，除了此次爆炸的星艦之外，目前SpaceX還已經(jīng)制造了另外三枚可以****的星艦。今天星艦****結(jié)束后，馬斯克也發(fā)文表示下一次的****測(cè)試將很快在幾個(gè)月后進(jìn)行。

此次星艦的****可以說是全球矚目，但大家的看法也褒貶不一。有人認(rèn)為星艦雖敗猶榮，星艦將承載著人類探索宇宙的希望，也有人認(rèn)為星艦的被過度吹噓夸大了，其現(xiàn)有能力離馬斯克所夸下的帶領(lǐng)人類移居火星的“海口”還有很大的距離。

那么，為什么此次星艦的****如此受到關(guān)注，跟過去的火箭相比，星艦到底有何不同？

｜史上最強(qiáng)的運(yùn)載火箭，先上月球、再登火星

星艦（Starship）是SpaceX設(shè)計(jì)制造的下一代重型火箭系統(tǒng)，由一級(jí)助推器“超重”（Superheavy）和頂端的“星艦”(Starship)兩部分組成。該系統(tǒng)總高達(dá)120米，直徑9米，重量為1100萬磅（500萬公斤，是迄今為止全球最大的火箭。

還記得去年NASA備受矚目的返月計(jì)劃嗎？當(dāng)時(shí)NASA所使用的空間****系統(tǒng)（Space Launch System，簡(jiǎn)稱SLS）已經(jīng)被稱為是“地表最強(qiáng)火箭”，但如果把SLS跟星艦放在一起，SLS也只能算是小弟罷了。

不僅高度和重量比星艦矮一大截，從推力和載重能力來說SLS也比星艦低一個(gè)量級(jí)。星艦?zāi)軌虍a(chǎn)生1600萬磅（70兆牛頓）的推力，幾乎是SLS的兩倍，同時(shí)相較于SLS不到95噸的近地軌道運(yùn)載能力，星艦的運(yùn)載能力約能達(dá)到150噸。這也意味著，星艦打破了由1969年人類登月火箭土星Ⅴ號(hào)保持了56年的人類最強(qiáng)運(yùn)載火箭紀(jì)錄。

圖片來自BBC

除了擁有迄今為止人類設(shè)計(jì)的任何火箭中的最強(qiáng)****能力之外，星艦還有以下幾個(gè)重點(diǎn)特點(diǎn)：

首先，星艦可以被重復(fù)利用。星艦的整個(gè)結(jié)構(gòu)采用了不銹鋼材料，這種材料比傳統(tǒng)的航空航天材料更耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度高，同時(shí)也更加便宜和易于加工和修復(fù)。星艦采用了可調(diào)節(jié)的向量發(fā)動(dòng)機(jī)，這意味著引擎可以進(jìn)行多次點(diǎn)火和重復(fù)使用，減少了****時(shí)的損耗和浪費(fèi)。馬斯克此前表示，星艦的飛行成本比大多數(shù)火箭便宜200倍，單次****成本僅約200萬美元，也讓每公斤有效載荷****入軌成本能夠低至10美元。

其次，星艦采用了自主著陸技術(shù)。向量發(fā)動(dòng)機(jī)可以精確地控制飛行方向和速度，無需使用降落傘或其他傳統(tǒng)的著陸方法便能夠自主返回地球，實(shí)現(xiàn)垂直起降，大大減少了降落沖擊和破壞。此外，星艦還可以執(zhí)行多種任務(wù)，可以將航天員和貨物運(yùn)送到地球軌道、月球、火星等地，這使其能夠成為未來多領(lǐng)域太空探索的多功能火箭。

那么，星艦的起飛是不是意味著人類很快就將登上火星了呢？從目前來看，就算星艦試航成功也只能算是人類向火星邁出的很一小步，在那之前，星艦要首先完成載人登月的任務(wù)。

2021年，SpaceX星艦打敗了藍(lán)色起源和Dynetics，獨(dú)家贏得NASA 價(jià)值29 億美元的“阿爾忒彌斯”登月合約。這也就意味著，在1972 年阿波羅號(hào)登月之后，人類宇航員再次重返月球?qū)⒊俗氖荢paceX的星艦。

NASA 當(dāng)時(shí)也表示之所以選擇SpaceX， 除了技術(shù)更加成熟之外，能夠重復(fù)利用部份的火箭組件也是獲得青睞的原因之一。

SpaceX 星艦的月球著陸器的設(shè)計(jì)，圖片來自SpaceX官方

去年11月，NASA授予了SpaceX第二份價(jià)值約11.5億美元的“阿爾忒彌斯”登月合同，作為NASA“阿爾忒彌斯4號(hào)”任務(wù)的一部分。如果一切進(jìn)展順利，按照計(jì)劃，SpaceX星艦將于2024年和2027年兩次承擔(dān)載人登月任務(wù)。

對(duì)于NASA來說，作為著陸器的星艦是否能夠成功對(duì)于登月計(jì)劃的實(shí)施非常重要，如果不能星艦不能及時(shí)上線，那么整個(gè)登月計(jì)劃都會(huì)被推遲。而在此之前，馬斯克也必須要以 NASA 能夠接受的方式證明星艦的整體性能和可靠性。有分析人士認(rèn)為，在登月任務(wù)之前，星艦還至少需要成功飛行 30 -40 次。

而當(dāng)星艦的登月計(jì)劃真正實(shí)現(xiàn)之后，馬斯克也將把星艦帶往他的終極目標(biāo)——火星。

｜“星艦計(jì)劃”， 承載馬斯克的火星夢(mèng)

馬斯克認(rèn)為，一場(chǎng)自然或人為的災(zāi)難都很可能將帶來文明的終結(jié)，因此人類需要成為“多行星”物種，能在需要時(shí)搬遷到另一個(gè)星球，而火星是目前唯一現(xiàn)實(shí)的選擇。

從SpaceX成立開始，它的太空探索計(jì)劃就非常清晰。其發(fā)展路線主要分為四大步驟：1.實(shí)現(xiàn)火箭成功****與回收，降低航天運(yùn)輸成本；2.攻克載人飛船安全性難題；3.實(shí)現(xiàn)載人繞月飛行；4. 最終帶領(lǐng)人類實(shí)現(xiàn)殖民火星，讓人類成為跨星系物種。

目前，SpaceX的第一個(gè)目標(biāo)已經(jīng)基本完成。SpaceX于2005年開始研發(fā)“獵鷹9號(hào)”火箭，相較于只能使用一次的傳統(tǒng)火箭，“獵鷹9號(hào)”的第一級(jí)火箭能夠在將負(fù)載送入軌道后返回地球并被被重復(fù)使用。2015年底，“獵鷹9號(hào)”首次成功實(shí)現(xiàn)一級(jí)火箭回收，標(biāo)志著SpaceX火箭回收技術(shù)的成熟。此后SpaceX又相繼開發(fā)出“獵鷹”重型運(yùn)載火箭、配套貨物運(yùn)輸和載人航天器“龍飛船”等。

獵鷹火箭系列，圖片來自Historic Spacecraft.com

在對(duì)獵鷹火箭系列進(jìn)行研發(fā)和回收的同時(shí)，SpaceX的星艦計(jì)劃也開始啟動(dòng)。

2012年，SpaceX也開始研發(fā)大型火星移****輸船，最開始命名為火星移****輸船（MCT）。2016年9月，馬斯克正式宣布SpaceX殖民火星目標(biāo)， MCT更名為太陽系行星間的運(yùn)輸系統(tǒng)ITS，概念為一款直徑12米的大型運(yùn)輸火箭。2017年7月， ITS更名為大獵鷹火箭BFR，并于2018年3月開始制造BFR的原型火箭。2018年11月，大獵鷹火箭BFR才正式更名為星艦飛船（Starship）。

馬斯克曾表示，未來計(jì)劃打造至少1000艘星艦，先運(yùn)送物資和設(shè)備到火星表面，然后運(yùn)送人類到火星上建立一個(gè)自給自足的城市。他的愿景是希望能在本世紀(jì)內(nèi)建造擁有100萬人口的火星城市，并實(shí)現(xiàn)地球和火星之間的定期往返交通。其中，人類到達(dá)火星的時(shí)間不早于2025年。

雖然理想很宏偉、很豐滿，但現(xiàn)實(shí)卻一度也非常骨感。

自2019年以來，SpaceX就在德州南部的基地開發(fā)星艦，并在20公里以下的高度測(cè)試飛行了數(shù)艘星艦原型。但在此次星艦進(jìn)行軌道試飛之前，前前后后共有10艘星艦原型“壯烈犧牲”，其原型機(jī)總共只飛過 12.5 公里的高度，在五次高空測(cè)試中只有一次成功著陸。

讓我們回顧一下這幾次星艦原型機(jī)試飛的慘烈現(xiàn)場(chǎng)。2020年7月，SN8挑戰(zhàn)試飛12500米，卻在降落過程中爆炸。

2020年8月，SN9在10km飛行測(cè)試中，降落失敗而墜毀。2020年9月，SN10成功實(shí)現(xiàn)10km飛行，但降落后8分鐘爆炸損毀，接著SN11在10km飛行測(cè)試降落階段爆炸解體。

一直到2020年11月，SN15才終于成功實(shí)現(xiàn)了軟著陸。此后，星艦原型機(jī)一直處于內(nèi)部調(diào)試的狀態(tài)并未再進(jìn)行試飛，而今天再次啟航的星艦型號(hào)則已經(jīng)來到了SN24。

根據(jù)SpaceX公司的計(jì)劃，星艦火箭今年將完成首次軌道試飛。如果成功，每艘星艦可以最多搭載100多名乘客進(jìn)行太空飛行，將成為人類有史以來建造的規(guī)模最大的宇宙飛船。

雖然此次星艦未能按照原計(jì)劃完成90分鐘的飛行任務(wù)，但作為SpaceX最大的客戶之一的NASA似乎仍然對(duì)這次測(cè)試感到滿意。

美國(guó)宇航局局長(zhǎng)Bill·Nelson在今日星艦****后的一份聲明中表示：“歷史上的每一項(xiàng)偉大成就都需要一定程度的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)越大，回報(bào)越大。” “期待SpaceX下一次的星艦飛行測(cè)試，以及更遠(yuǎn)的未來?！?/span>

*參考資料：