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剛剛,全世界網友共同見證了 Elon Musk 的又一次冒險,只不過這一次,縱使「尸骨無存」也堪稱成功!
北京時間 2020 年 12 月 10 日 6 時 45 分,美國得克薩斯州博卡奇卡(Boca Chica)測試基地,美國太空探索技術公司(SpaceX)的星艦(Starship)項目飛船首次高空試飛開啟,在最后的時刻飛船爆炸。
測試中,Starship 飛船原型 SN8 三臺發(fā)動機首先同時工作,SN8 垂直向上飛。
隨后發(fā)動機逐一停止工作,SN8 開始慢慢傾斜,直至與地表平行。
接著,SN8 受重力作用開始下降,一瞬間,大家都把 NB 打在了公屏上。
SN8 即將墜落、撞擊地面時,推動器重啟,SN8 調整至垂直狀態(tài),挑戰(zhàn)了關鍵姿態(tài)測試,網友表示“空中雜技太絕了”。
但測試最后回收著陸時,SN8 發(fā)生爆炸,烈焰橫飛。官方稱原因在于頭部燃料罐壓力較低導致的著陸速度較快。
雖然 SN8 并未像預想的那般輕輕落在著陸臺上,但直播界面官方打出一行“Awesome test. Congrats Starship team!”(測試很精彩。恭喜星艦團隊),Elon Musk 也表示:我們已經拿到所有所需要的數(shù)據。
終于,SN8 在生命終結之前迎來了高光時刻。
本次試飛前出現(xiàn)了一個小插曲——直播原定于北京時間 2020 年 12 月 8 日 22 時開始,但卻拖延了 8 個多小時,直到北京時間 9 日 6 時許 SpaceX 終于官宣 SN8 測試即將開始。
而就在準備點火前 1.3 秒,發(fā)動機緊急自動中止了工作,萬眾期待的試飛還是鴿了,蹲守的觀眾們僅等來了一句“請關注下一次測試窗口”。
但很多網友也表示:鴿了總比炸了好。
早在 11 月 25 日,SpaceX CEO 埃隆·馬斯克(Elon Musk)就透露了 Starship SN8 高空飛行的目的:測試 3 臺發(fā)動機上升、機體襟翼、主儲罐到頂部儲罐的過渡、著陸翻轉。
相比最初的計劃,試飛的高度和實施時間都有了變化——試飛高度由 15 千米(約 50000 英尺)降到 12.5 千米(約 41000 英尺);時間上,最早計劃 10 月底進行測試,但后續(xù)一直杳無音信、一拖再拖,直至今天。12 月 7 日 SpaceX 宣布測試最早次日進行,Elon Musk 在底下的評論也還是“但愿明天能飛吧”。
業(yè)界人士認為,飛行高度的降低與美國聯(lián)邦航空局(FAA)的航空管制有關。
而試飛時間的推遲其實也并不罕見。馬斯克曾對《硅谷鋼鐵俠》作者、外媒記者 Ashlee Vance 說:
航天業(yè)中延遲現(xiàn)象司空見慣。
但無疑,在某種程度上這也反映出測試的難度并不低,畢竟 Elon Musk 曾兩次公開表示 SN8 完成所有目標的幾率僅三成。
“SN8”中,“SN”代表 serial number,意為序列號;數(shù)字 8 則是指 Starship 系列的第八艘原型機。
SN8 是 Starship 第一艘全尺寸原型機,也是第一艘用于高空測試的原型機,由 304L 合金制成,高 50 米、直徑 9 米、重達上百噸、推力多達 600 多噸,堪稱「飛行怪獸」。
《經濟學人》對其的評價是:
It has more oomph than its predecessors. (它比前輩們更有魅力。)
外形上,此前原型機常被網友調侃為“茅臺”、“南孚電池”、“不銹鋼保溫杯”等等,而 SN8 相比「前輩」們多了一個頭錐。2020 年 10 月 22 日,SN8 頭錐完成吊裝,看上去立馬就有穿透大氣層的太空火箭內味兒了。
發(fā)動機方面,原型機使用的猛禽發(fā)動機(Raptor engine)是一種可重復使用甲醇分級燃燒發(fā)動機,2019 年 7 月開始就已在 Starship 項目的火箭原型上進行飛行測試。
不過,「前輩」們只用了一臺發(fā)動機,因此地面測試的高度不超過 150 米;而 SN8 則配備了三臺,每臺發(fā)動機推力約 225 噸,試飛高度 12.5 千米,即平流層。
值得一提的是,相比 SN5 和 SN6,SN8 還安裝了控制襟翼,旨在控制飛行。
這次歷史性試飛前,SN8 經歷了大量前期準備工作,分別在當?shù)貢r間 2020 年 10 月 20 日、11 月 10 日、11 月 12 日和 11 月 24 日進行了四次靜態(tài)點火測試。從未帶頭錐到合體,從單臺發(fā)動機到三臺發(fā)動機,除第三次測試因意外損壞了啟動系統(tǒng),其余幾次測試均成功。
如今,已在發(fā)射臺上等待了 2 個多月的 SN8 終于迎來了高光時刻,「雖炸猶榮」。
2017 年 9 月,馬斯克提出了 Starship 的概念,計劃將其打造為下一代發(fā)射載具。SpaceX 給出的 Starship 定義是:一個包含著星際飛船和超重型火箭兩部分、完全可重復使用的運輸系統(tǒng),可將宇航員和貨物運送到地球軌道、月球、火星甚至更遠的地方。
Starship 有效載荷 100 噸,可載 100 多人進行長途星際旅行。用 SpaceX 的話說就是,未來 Starship 是世界范圍內最強大的運載系統(tǒng)。
搭載著飛船實現(xiàn)人類星際移民夢的,正是重型獵鷹運載火箭(Falcon Heavy)。
作為全球現(xiàn)役運載能力最強的火箭,F(xiàn)alcon Heavy:
近地軌道(LEO)運載能力:63.8 噸
地球同步軌道(GTO)運載能力:26.7 噸
火星軌道運載能力:16.8 噸
冥王星運載能力:3.5 噸
不過,上世紀 70 年代 NASA 所打造的土星 5 號運載火箭(最后一次發(fā)射是在 1973 年)依舊保持著最大的運載能力記錄(近地軌道運載能力 140 噸),讓 Falcon Heavy 真正稱霸火箭家族的是其經濟性——兩個側助推器都會返回發(fā)射地,主助推器降落在海面,回收所需費用大大降低。
要將人類送進宇宙空間,飛船更是關鍵。
2019 年 1 月,Elon Musk 宣布,考慮到成本、強度、生產難易程度等因素,飛船不再由碳纖維制造,而是用不銹鋼代替。雖然后者價格是前者的 70 倍,但不銹鋼不僅能抵抗復合材料在外層空間低溫環(huán)境下可能發(fā)生的破裂,其熔點也足夠高,可以防止在重返大氣層時因高溫受損,這是保證飛船回收利用的一個重要部分。
在馬斯克的設想中,Starship 是一種完全可重復使用的設計,類似于一架商用飛機。
為更好地實現(xiàn)目標,SpaceX 在位于墨西哥灣沿岸的美國得克薩斯州城市博卡奇卡(Boca Chica)建設了 Starship 基地。
作為 SpaceX 唯一自營的發(fā)射場,Boca Chica 基地靠近墨西哥邊境,人煙稀少,不僅是德州最南端,也是僅次于佛羅里達半島的美國本土最南端,靠近赤道的地理位置意味著在此地發(fā)射火箭更能節(jié)省燃料。
自 2019 年 Starship 項目正式啟動開發(fā)以來,Boca Chica 基地越來越像是 SpaceX 一窺太空模樣的秘密地點。
當?shù)貢r間 2020 年 6 月 6 日,剛剛攜團隊創(chuàng)造了“龍飛船”載人航天歷史的 Elon Musk 向 SpaceX 員工發(fā)布內部信表示:
Starship is the top SpaceX priority.(接下來要把精力放在星艦項目上。)
在公開信中,他提到要繼續(xù)建設 Boca Chica 基地,甚至希望員工都可以搬到當?shù)刂ρ邪l(fā)。
雖說一切努力都是為了星際移民,但打造「地表最強運載器」實屬不易。
2019 年 8 月,Starhopper 原型機(僅屬于 Starship 飛船的一部分)成功完成了 150 米低空測試。
但隨后,SpaceX 迎來了一盆盆原型機潑來的冷水:
2019 年 11 月,第一代全尺寸原型機 MK1 壓力測試失敗,因此 MK2 和 MK4 原型機未經測試直接退役;
2020 年 2 月,新一代原型機 SN1 原型機壓力測試失敗,因此 SN2 原型機只進行了部分元件的測試;
2020 年 4 月,SN3 原型機低溫試驗失敗。
2020 年 5 月,SN4 原型機于測試中爆炸,幾乎沒有留下任何完整的硬件,測試地也遭到破壞。
難得的是,北京時間 2020 年 8 月 5 日 7 時 57 分,SN5 終于順利完成 150 米懸停測試,而當時 SN8 也已曝光。
后來的 9 月 23 日,在經歷了四次失敗后,SN7.1 爆炸——不過這是一次特意爆炸試驗,目的是了解、研究 304L 不銹鋼燃料箱所能承受的壓力極限,同時也為 SN8 試飛做準備。
當然,SN8 并非入軌版本。根據 SpaceX 的計劃,在飛船最終成型之前,大約要有 20 臺原型機進行測試,全部迭代要在 3 年內完成,目前在建造的還有 SN9、SN10、SN11。
11 月 25 日 Elon Musk 甚至還在推特透露,SN15 將有重大升級。
原型機的迭代飛速,正如推特網友 coffeemaestro 所言:它們成長得太快了(這位網友還 po 出了下面這張 Elon Musk 抱著小模型的圖片)。
但無論如何,星際移民終究是困難重重。
2002 年 Elon Musk 創(chuàng)立 SpaceX,三大業(yè)務領域為 Starship、Crew Dragon(龍飛船)、Starlink(星鏈)。
可以說,不論是一次發(fā)射 60 顆的 Starlink 衛(wèi)星、已接到 NASA 訂單穩(wěn)定運送宇航員和貨物往返國際空間站的 Crew Dragon,還是屢屢失敗但進展不小的 Starship,Elon Musk 的野心一點點彰顯、一點點滿足。
此前據《太陽報》報道,Elon Musk 計劃 2050 年前送 100 萬人登上火星,其征服火星的具體細節(jié)包括:
打造一支有 1000 多艘 Starship 的艦隊;
每天三艘 Starship 出發(fā)去火星;
每艘 Starship 搭載 100 名乘客;
用大約 9 年時間送 100 萬人去火星。
10 月的國際火星協(xié)會大會上,Elon Musk 再次許下承諾:4 年內,SpaceX 將向火星發(fā)起首次無人飛行任務。如果所言為實,那么明年或后年 Starship 就將進入軌道。
前不久,網友注意到了 Starlink 測試版中的消費者服務條款《管理法律》(Governing Laws)。其中一條便是:
火星是自由星球,火星殖民地不承認地球法律。
對此,眾人不禁發(fā)問,Elon Musk 最終是想做火星總統(tǒng)?
更令人震驚的是,Elon Musk 12 月初接受德國傳媒巨頭施普林格 CEO Mathias Dopfner 的采訪時表示,希望自己死后能被埋葬在火星上(當然不是因為飛船墜毀而意外死亡)。
外媒 TechCrunch 曾在一篇報道中表示,相對于 Elon Musk 的預測,Starship 的研發(fā)進度其實已經有些落后了。
自然,考慮到火星的種種不確定因素和火箭研制的重重困難,在很多人看來登上火星甚至死后被埋葬在火星像是癡人說夢。
但不得不說,「火星夢」也并非完全沒有機會實現(xiàn),畢竟做夢人并非癡人,而是鋼鐵俠 Elon Musk。
祝愿 Starship 項目順利推進。
引用來源:
https://www.economist.com/science-and-technology/2020/12/05/elon-musks-latest-adventure
https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Starship
https://www.thesun.co.uk/tech/12642300/elon-musk-plans-for-mars-timeline-spacex/
直播鏈接:
https://www.spacex.com/vehicles/starship/
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