剛剛，馬斯克火星夢(mèng)又近一程！星艦先鋒 SN8 上演高空雜技「雖炸猶榮」

本文作者：付靜

2020-12-10 08:03

導(dǎo)語(yǔ)：SN8 在生命終結(jié)之前迎來(lái)了高光時(shí)刻。

剛剛，全世界網(wǎng)友共同見證了 Elon Musk 的又一次冒險(xiǎn)，只不過(guò)這一次，縱使「尸骨無(wú)存」也堪稱成功！

北京時(shí)間 2020 年 12 月 10 日 6 時(shí) 45 分，美國(guó)得克薩斯州博卡奇卡（Boca Chica）測(cè)試基地，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的星艦（Starship）項(xiàng)目飛船首次高空試飛開啟，在最后的時(shí)刻飛船爆炸。

測(cè)試中，Starship 飛船原型 SN8 三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)首先同時(shí)工作，SN8 垂直向上飛。

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隨后發(fā)動(dòng)機(jī)逐一停止工作，SN8 開始慢慢傾斜，直至與地表平行。

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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。

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SN8 即將墜落、撞擊地面時(shí)，推動(dòng)器重啟，SN8 調(diào)整至垂直狀態(tài)，挑戰(zhàn)了關(guān)鍵姿態(tài)測(cè)試，網(wǎng)友表示“空中雜技太絕了”。

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但測(cè)試最后回收著陸時(shí)，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(dǎo)致的著陸速度較快。

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雖然 SN8 并未像預(yù)想的那般輕輕落在著陸臺(tái)上，但直播界面官方打出一行“Awesome test. Congrats Starship team!”（測(cè)試很精彩。恭喜星艦團(tuán)隊(duì)），Elon Musk 也表示：我們已經(jīng)拿到所有所需要的數(shù)據(jù)。

終于，SN8 在生命終結(jié)之前迎來(lái)了高光時(shí)刻。

SN8 迎來(lái)高光時(shí)刻

本次試飛前出現(xiàn)了一個(gè)小插曲——直播原定于北京時(shí)間 2020 年 12 月 8 日 22 時(shí)開始，但卻拖延了 8 個(gè)多小時(shí)，直到北京時(shí)間 9 日 6 時(shí)許 SpaceX 終于官宣 SN8 測(cè)試即將開始。

而就在準(zhǔn)備點(diǎn)火前 1.3 秒，發(fā)動(dòng)機(jī)緊急自動(dòng)中止了工作，萬(wàn)眾期待的試飛還是鴿了，蹲守的觀眾們僅等來(lái)了一句“請(qǐng)關(guān)注下一次測(cè)試窗口”。

但很多網(wǎng)友也表示：鴿了總比炸了好。

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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(cè)試 3 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上升、機(jī)體襟翼、主儲(chǔ)罐到頂部?jī)?chǔ)罐的過(guò)渡、著陸翻轉(zhuǎn)。

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相比最初的計(jì)劃，試飛的高度和實(shí)施時(shí)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(shí)間上，最早計(jì)劃 10 月底進(jìn)行測(cè)試，但后續(xù)一直杳無(wú)音信、一拖再拖，直至今天。12 月 7 日 SpaceX 宣布測(cè)試最早次日進(jìn)行，Elon Musk 在底下的評(píng)論也還是“但愿明天能飛吧”。

業(yè)界人士認(rèn)為，飛行高度的降低與美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）的航空管制有關(guān)。

而試飛時(shí)間的推遲其實(shí)也并不罕見。馬斯克曾對(duì)《硅谷鋼鐵俠》作者、外媒記者 Ashlee Vance 說(shuō)：

航天業(yè)中延遲現(xiàn)象司空見慣。

但無(wú)疑，在某種程度上這也反映出測(cè)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(biāo)的幾率僅三成。

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“SN8”中，“SN”代表 serial number，意為序列號(hào)；數(shù)字 8 則是指 Starship 系列的第八艘原型機(jī)。

SN8 是 Starship 第一艘全尺寸原型機(jī)，也是第一艘用于高空測(cè)試的原型機(jī)，由 304L 合金制成，高 50 米、直徑 9 米、重達(dá)上百噸、推力多達(dá) 600 多噸，堪稱「飛行怪獸」。

《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》對(duì)其的評(píng)價(jià)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(jī)常被網(wǎng)友調(diào)侃為“茅臺(tái)”、“南孚電池”、“不銹鋼保溫杯”等等，而 SN8 相比「前輩」們多了一個(gè)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(nèi)味兒了。

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發(fā)動(dòng)機(jī)方面，原型機(jī)使用的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)（Raptor engine）是一種可重復(fù)使用甲醇分級(jí)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，2019 年 7 月開始就已在 Starship 項(xiàng)目的火箭原型上進(jìn)行飛行測(cè)試。

不過(guò)，「前輩」們只用了一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，因此地面測(cè)試的高度不超過(guò) 150 米；而 SN8 則配備了三臺(tái)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)推力約 225 噸，試飛高度 12.5 千米，即平流層。

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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(jīng)歷了大量前期準(zhǔn)備工作，分別在當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2020 年 10 月 20 日、11 月 10 日、11 月 12 日和 11 月 24 日進(jìn)行了四次靜態(tài)點(diǎn)火測(cè)試。從未帶頭錐到合體，從單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)到三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，除第三次測(cè)試因意外損壞了啟動(dòng)系統(tǒng)，其余幾次測(cè)試均成功。

如今，已在發(fā)射臺(tái)上等待了 2 個(gè)多月的 SN8 終于迎來(lái)了高光時(shí)刻，「雖炸猶榮」。

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星際移民，何其不易

2017 年 9 月，馬斯克提出了 Starship 的概念，計(jì)劃將其打造為下一代發(fā)射載具。SpaceX 給出的 Starship 定義是：一個(gè)包含著星際飛船和超重型火箭兩部分、完全可重復(fù)使用的運(yùn)輸系統(tǒng)，可將宇航員和貨物運(yùn)送到地球軌道、月球、火星甚至更遠(yuǎn)的地方。

Starship 有效載荷 100 噸，可載 100 多人進(jìn)行長(zhǎng)途星際旅行。用 SpaceX 的話說(shuō)就是，未來(lái) Starship 是世界范圍內(nèi)最強(qiáng)大的運(yùn)載系統(tǒng)。

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搭載著飛船實(shí)現(xiàn)人類星際移民夢(mèng)的，正是重型獵鷹運(yùn)載火箭（Falcon Heavy）。

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作為全球現(xiàn)役運(yùn)載能力最強(qiáng)的火箭，F(xiàn)alcon Heavy：

近地軌道（LEO）運(yùn)載能力：63.8 噸
地球同步軌道（GTO）運(yùn)載能力：26.7 噸
火星軌道運(yùn)載能力：16.8 噸
冥王星運(yùn)載能力：3.5 噸

不過(guò)，上世紀(jì) 70 年代 NASA 所打造的土星 5 號(hào)運(yùn)載火箭（最后一次發(fā)射是在 1973 年）依舊保持著最大的運(yùn)載能力記錄（近地軌道運(yùn)載能力 140 噸），讓 Falcon Heavy 真正稱霸火箭家族的是其經(jīng)濟(jì)性——兩個(gè)側(cè)助推器都會(huì)返回發(fā)射地，主助推器降落在海面，回收所需費(fèi)用大大降低。

要將人類送進(jìn)宇宙空間，飛船更是關(guān)鍵。

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2019 年 1 月，Elon Musk 宣布，考慮到成本、強(qiáng)度、生產(chǎn)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(jià)格是前者的 70 倍，但不銹鋼不僅能抵抗復(fù)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(diǎn)也足夠高，可以防止在重返大氣層時(shí)因高溫受損，這是保證飛船回收利用的一個(gè)重要部分。

在馬斯克的設(shè)想中，Starship 是一種完全可重復(fù)使用的設(shè)計(jì)，類似于一架商用飛機(jī)。

為更好地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，SpaceX 在位于墨西哥灣沿岸的美國(guó)得克薩斯州城市博卡奇卡（Boca Chica）建設(shè)了 Starship 基地。

作為 SpaceX 唯一自營(yíng)的發(fā)射場(chǎng)，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(dá)半島的美國(guó)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(xiàng)目正式啟動(dòng)開發(fā)以來(lái)，Boca Chica 基地越來(lái)越像是 SpaceX 一窺太空模樣的秘密地點(diǎn)。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2020 年 6 月 6 日，剛剛攜團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了“龍飛船”載人航天歷史的 Elon Musk 向 SpaceX 員工發(fā)布內(nèi)部信表示：

Starship is the top SpaceX priority.（接下來(lái)要把精力放在星艦項(xiàng)目上。）

在公開信中，他提到要繼續(xù)建設(shè) Boca Chica 基地，甚至希望員工都可以搬到當(dāng)?shù)刂ρ邪l(fā)。

雖說(shuō)一切努力都是為了星際移民，但打造「地表最強(qiáng)運(yùn)載器」實(shí)屬不易。

2019 年 8 月，Starhopper 原型機(jī)（僅屬于 Starship 飛船的一部分）成功完成了 150 米低空測(cè)試。

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但隨后，SpaceX 迎來(lái)了一盆盆原型機(jī)潑來(lái)的冷水：

2019 年 11 月，第一代全尺寸原型機(jī) MK1 壓力測(cè)試失敗，因此 MK2 和 MK4 原型機(jī)未經(jīng)測(cè)試直接退役；
2020 年 2 月，新一代原型機(jī) SN1 原型機(jī)壓力測(cè)試失敗，因此 SN2 原型機(jī)只進(jìn)行了部分元件的測(cè)試；
2020 年 4 月，SN3 原型機(jī)低溫試驗(yàn)失敗。
2020 年 5 月，SN4 原型機(jī)于測(cè)試中爆炸，幾乎沒(méi)有留下任何完整的硬件，測(cè)試地也遭到破壞。

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難得的是，北京時(shí)間 2020 年 8 月 5 日 7 時(shí) 57 分，SN5 終于順利完成 150 米懸停測(cè)試，而當(dāng)時(shí) SN8 也已曝光。

后來(lái)的 9 月 23 日，在經(jīng)歷了四次失敗后，SN7.1 爆炸——不過(guò)這是一次特意爆炸試驗(yàn)，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(shí)也為 SN8 試飛做準(zhǔn)備。

當(dāng)然，SN8 并非入軌版本。根據(jù) SpaceX 的計(jì)劃，在飛船最終成型之前，大約要有 20 臺(tái)原型機(jī)進(jìn)行測(cè)試，全部迭代要在 3 年內(nèi)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(jí)。

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原型機(jī)的迭代飛速，正如推特網(wǎng)友 coffeemaestro 所言：它們成長(zhǎng)得太快了（這位網(wǎng)友還 po 出了下面這張 Elon Musk 抱著小模型的圖片）。

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但無(wú)論如何，星際移民終究是困難重重。

馬斯克的「火星夢(mèng)」

2002 年 Elon Musk 創(chuàng)立 SpaceX，三大業(yè)務(wù)領(lǐng)域?yàn)?Starship、Crew Dragon（龍飛船）、Starlink（星鏈）。

可以說(shuō)，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(yùn)送宇航員和貨物往返國(guó)際空間站的 Crew Dragon，還是屢屢失敗但進(jìn)展不小的 Starship，Elon Musk 的野心一點(diǎn)點(diǎn)彰顯、一點(diǎn)點(diǎn)滿足。

此前據(jù)《太陽(yáng)報(bào)》報(bào)道，Elon Musk 計(jì)劃 2050 年前送 100 萬(wàn)人登上火星，其征服火星的具體細(xì)節(jié)包括：