馬斯克的星艦又炸了，但有兩個好消息
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發布 : 11-19
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馬斯克的星艦，第二次試飛終于來了！短暫的叫停之后，倒計時恢復，眾人的歡呼聲中，裝有 33 個猛禽發動機的助推器帶著航天器升空，點火時發出巨大的轟鳴，火焰明亮，上升時的軌跡筆直而瑰麗。當時間來到 2 分 50 秒左右，一二級成功分離，但隨后一級爆炸成一團火球，沒能按計劃受控在海上濺落。▲ 一二級分離.▲ 一級爆炸.二級繼續飛行一段時間后，SpaceX 表示無法接收二級的數據，直播叫停，不久二級也在海灣上空自毀。4 月 20 日首飛時，馬斯克說成功率在 50%，甚至沒炸毀發射臺就值得慶幸。7 個月后，馬斯克更有信心，認為第二飛成功入軌的可能性約在 60%，但他仍然建議不要期望過高，完成「級分離」也是一場勝利。抵達終點固然圓滿，但完成階段性目標也值得慶祝，這次試飛完全達成了馬斯克的愿景。SpaceX 在直播中表示：「我們獲得了如此多的數據，這些數據都將幫助我們改進下一次飛行?！鼓鞲鐬澈０叮驴怂_斯州博卡奇卡的發射場，再次響起了歡呼聲，通過屏幕傳到世界各地。正如馬斯克今天在 X 所寫：LETS GO! Huge for humanity. 我們走吧！對人類來說是偉大的。站在首飛的肩膀上，但同樣是場大冒險星艦邁過了它的生死一線。為什么這么說？星艦主要由兩部分組成：頂部配備 6 臺猛禽發動機的「星艦航天器」，火箭系統的第二級；底部配備 33 臺猛禽發動機的「超重型助推器」，火箭系統的第一級。第二飛最緊張的時刻，就在于升空后的 2 分 41 秒，按照計劃進行一二級分級的時間?！?第二飛時間線.首飛時，星艦已經出現過級分離故障。按照當時的計劃，2 分 30 秒左右助推器關機，然后一二級進行分離，但火箭不斷翻滾，到第 3 分鐘時也未能分離。和首飛不同，這次 SpaceX 重新設計了一二級分離系統，首次嘗試「熱分離」，當航天器還未與助推器分離時就啟動發動機，而不是分離后點火。因為從未實戰檢驗，馬斯克稱其為第二飛中「最危險的部分」，可能導致助推器爆炸。這也是為什么，星艦的兩級之間增加了通風口和隔熱罩，以排出過熱廢氣?！?第二飛增加的隔熱罩.冒險是值得的，如果攻克了這關，那么星艦就有很大的可能進入軌道。馬斯克表示，熱分離產生了微小但重要的推力，可以增加約 10% 的有效載荷。在主持人和觀眾的屏息期待中，第二飛的熱分離成功了，這是今天的第一個好消息，但一二級隨后都沒能按計劃濺落和飛行。除了級分離，第二飛相比首飛，還有大大小小的 1000 多項改進。首先是助推器。首飛的失敗從一開始就有預兆，助推器的 3 臺發動機沒能點火，2 臺發動機在途中故障，還有 1 臺時好時壞。▲ 首飛時多臺發動機不正常.SpaceX 后來解釋，在上升過程中，助推器的燃料泄漏導致起火，也因此切斷了與主飛行計算機的連接，大多數助推器發動機失去通信，造成了設備的失控。所以第二飛之前，SpaceX 給助推器的組件增加了更多防護，包括擴展滅火系統。今天的第二個好消息便是，第二飛的發動機全部正常點火?！?第二飛的發動機穩定發揮.另外，為了讓發動機更可靠，SpaceX 還為助推器的發動機設計了新型電子推力矢量控制系統，采用全電動馬達，潛在故障點更少，并且比傳統液壓系統更加節能。其次是自毀系統。首飛時，星艦失控地翻滾了一段時間才爆炸，說明星艦的自毀系統「AFSS」沒能及時發揮作用，這次 SpaceX 也改善了 AFSS，以備「壯士斷腕」的不時之需。再者是發射臺。首飛時，星艦在發射臺炸出了巨大的彈坑，混凝土等碎片散落在約 156 萬平方米的土地，還引起了州立公園的火災，激怒了當地的環保組織?！?首飛后的發射臺.問題出在沒有安裝火焰偏轉器，它通常建在發射臺下方，將火焰引導到數百米外?！?第二飛增加的水冷系統.所以第二飛之前，SpaceX 用混凝土加固了發射臺，并在發射臺增加了水冷系統，它被馬斯克形象地稱為「巨大的倒置淋浴噴頭」，向上噴水以抵消助推器產生的大量熱量。從首飛和第二飛的差別可以看出，星艦試飛是個「漸進式創新」的過程。發動機更可靠了嗎？熱分離能實現嗎？發射臺能不炸出個大坑嗎？如果能一口氣跑到終點，那自然再好不過，但再次起跑前，SpaceX 先試著訂正了錯題，而且答得還不錯。人類史上的最強火箭，星辰大海的漫長征途舉世矚目的星艦，是 SpaceX 押注的下一代可完全重復使用重型運載火箭，在設計理念上很激進，通體散發著馬斯克本人的技術派弧光。星艦是人類史上體積最大、推力最強的運載火箭，高度約 120 米，當前的推力約為 NASA 土星五號火箭的兩倍。后者在 20 世紀六七十年代將阿波羅計劃的宇航員送上月球，被認為是人類史上最成功的火箭之一。同時，星艦也是第一個被設計為可完全重復使用的火箭，為的是降低進入太空的成本，最終實現航天飛行商業化。馬斯克認為，這是實現火星移民所需的關鍵技術突破。想要可重復使用，如何回收是一個關鍵。然而，第二飛也不打算在發射場回收箭體，一二級都是濺落海中。我們依然只能在模擬畫面中，看到發射塔的「筷子」如何絲滑地捕獲從天而降的助推器?！?從發射場回收的模擬畫面.首飛和第二飛，主要都是為了證明星艦的入軌飛行能力，衡量它的性能如何、是否可靠。第二飛的計劃和首飛基本相同，不需要進行完整的軌道飛行。按照第二飛的原定計劃，升空后 2 分 41 秒左右，星艦的一二級熱分離。升空后 7 分鐘左右，助推器落入墨西哥灣。然后，航天器繼續向上和向東飛行，達到接近軌道速度的最高速度，幾乎繞地球一圈，然后濺落在夏威夷附近的太平洋，全程持續約 90 分鐘。入軌試飛成功之后，SpaceX 才能開始測試更為復雜的星艦任務，包括在軌加注、發射星鏈衛星等，為更加遙遠和復雜的深空任務做準備?！?火星旅程中途需要在軌加注.2021 年，SpaceX 打敗藍色起源等競爭對手，贏得 NASA「阿爾忒彌斯」任務價值數十億美元的合同，負責打造基于星艦的載人登月艙。人命關天，必然慎之又慎。近日，NASA 表示，星艦載人登月艙任務需要近 20 次發射?！?SpaceX 星艦載人登月艙的概念圖.最終，SpaceX 希望將星艦打造成下一代、完全可重復使用的星際飛船。也就是說，星艦廉價、安全和迅速地重復投入使用，將人員和貨物運送到地球軌道，幫助人類重返月球，并最終前往火星及更遠的地方。其中反復試驗和迭代的艱難險阻，可能難以和外人道，不存在「畢其功于一役」的爽文。實踐出真知，炸出個未來馬斯克于 2002 年創立了 SpaceX。創新、高調、快速、可持續性.....馬斯克本人創業時的風格，深入影響著 SpaceX 的價值觀。實踐出真知，炸出個未來，這就是 SpaceX 自己引以為傲的創新方式：快速迭代開發，是 SpaceX 所有重大創新進步的基礎，包括獵鷹、龍飛船和星鏈?！?獵鷹重型火箭發射.眾所周知，SpaceX 習慣了屢戰屢敗、屢敗屢戰，不怕向外界暴露問題和技術漏洞，真刀真槍地炸過不少「大煙花」。2020 年 12 月到 2021 年 5 月，星艦二級的原型機，進行了一系列的亞軌道高空試飛，5 射 4 炸?！?星艦 SN8 落地速度過快導致炸毀.直到星艦 SN15，「神龍擺尾」后平穩落地，雖然燃起了小股火焰，但很快就被撲滅，星艦二級的原型機才成功實現軟著陸。今年 4 月 20 日的入軌首飛，裝好一二級的星艦「完全體」，終于在軌道級發射臺起飛，引起一片歡呼，實現了不炸掉發射臺的「小目標」，但升空 4 分鐘后解體爆炸?！?首飛時的星艦升入德克薩斯州南部的天空.不得不說馬斯克擁有一顆大心臟：如果你每次都看我們的發射視頻，會發現我們已經炸毀了好幾個原型機了。除了爆炸造成的「損兵折將」，SpaceX 也會經常推翻之前的火箭設計方案，被直接廢棄和拆毀的原型機數不勝數。與此同時，SpaceX 十分重視成本控制，將不銹鋼作為主要結構材料，采用了批量化生產的模式，即使第二艘星艦也不能進入軌道，還有更多飛船原地待命。▲ 它們都可以是星艦.SpaceX 堅持認為，真實環境的事故是收集數據最快、最有效的方式?？焖僭O計、炸掉、升級原型機，比模擬和地面測試更好。相比之下，NASA 更喜歡緩慢、有條不紊的測試。第二飛，就完全驗證了 SpaceX 的理論。終點似乎就在那里，但誰也不知何時能夠跨過。塵埃落定之前的探索，往往不是完全成功，也不是徹底失敗，最有可能介于兩者之間，但離目標又近了一點點。雖然前方依然艱難，但或許就在正確道路上。人類在群星間穿越的夢想，從來不會停止。
