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马斯克的星舰离火星又近了一步
发布时间:2023/4/21  阅读次数:2367  字体大小: 【】 【】【
成功发射,但在空中爆炸了。这一刻,我们都仰望星空。

  北京时间 4 月 20 日晚 9 点半,随着倒计时声音的结束,在 SpaceX 位于得州的发射基地,一艘比自由女神像及其基座还要高的星际飞船火箭腾空而起,在 30 多台‘猛禽’发动机释放的 1000 多万磅的推力下成功升空(发动机配置了 33 台,但升空时部分熄火)。

  但遗憾的是,火箭在空中发生爆炸,未完成一次完整的测试。

  这是人类历史上体积最大、推力最强的运载火箭 —— 星舰(Starship)。马斯克形容其发射成功率就像抛硬币一样 —— 只有 50%。而这次,我们好像没算赌赢。

  发射结束后,SpaceX 第一时间表示,看起来试飞还不够精彩,Starship 在一级分离前经历了一次过快的计划外解体。团队将继续审查数据并努力进行下一次飞行测试。

  而且 SpaceX 仍然祝贺整个团队完成了激动人心的 Starship 首次综合飞行测试。

  这艘星际飞船总长度达 120 米,由两部分组成:底部 70 米高、配备 33 台‘猛禽’发动机的‘超重(Super Heavy)型推进器’和顶部 50 米高、可重复利用的星舰(Starship)飞船。它的使命是用一种相对廉价的方式将宇航员和物资运送到地球轨道,帮助人类重返月球、前往火星及更远的地方。

  Super Heavy 和 Starship 加起来比自由女神像及其基座还要高。

  不过,SpaceX 在这次首飞中没打算测试火箭的可重用性(星舰的垂直着陆或 Super Heavy 助推器的捕获),也不搭载任何宇航员和有效载荷。因此,按照原计划,星舰和 Super Heavy 都会掉入海洋。

  在原计划中,火箭发射后完成最初的爬升,然后将 Super Heavy 助推器投入墨西哥湾,星舰则独自飞越大西洋、非洲南端和印度洋,最后在夏威夷附近的太平洋降落。

  飞行测试并没有像预期的那样一路飞到夏威夷。我们可以看到 Raptor 发动机在进入螺旋之后爆炸,最终飞行终止,因为飞行器在试飞后仅几分钟就被炸毁了。

  马斯克对于星舰的设想是每天多次将人和卫星送入轨道,就像喷气式客机在大洋上纵横交错一样。去年他曾提到,星舰一次可运载 100 位乘客和物资,未来计划打造至少 1000 艘星舰,将一批批拓荒者送到火星,以建设一个自给自足的城市。如果发射成功,他将离这一目标更近一步。他相信,这款飞行器可以为普通人开启一个星际旅行的时代。

  此外,与 NASA 的空间发射系统(SLS)使用氢气作为主要燃料不同,‘星舰’依赖甲烷发动机。甲烷更便宜,更容易使用。而且火星大气层中也有甲烷,这可能使 SpaceX 有朝一日在火星表面获取燃料。

  在发射后,马斯克表示学到了很多,几个月之后还要再战。

  敢于尝试就能持续向前迈进。

  星舰与马斯克的‘火星移民计划’

  今天的这次发射,是 Starship 在本周内的第二次发射尝试。本周一在点火倒计时的最后几分钟,由于阀门冻结,SpaceX 叫停了发射。虽然第一次尝试失败,不过马斯克表示‘今天学到了很多东西’。

  在全球范围内,星舰的每次发射都备受关注,因为这艘火箭和马斯克的火星梦紧紧地绑定在一起。

  马斯克对火星的向往由来已久。早在 2001 年,马斯克就策划了一个‘火星绿洲’项目,计划在火星上建立一个小型实验温室,让来自地球的农作物在火星土壤里试着生长。

  2002 年 6 月,马斯克的火星之旅有了实质性进展。他创建了自己的第三个公司:太空探索技术公司‘SpaceX’。SpaceX 专注于开发生产低成本高可靠的空间运载火箭,近期抵达目标是月球,远期抵达目标是火星。

  马斯克在 2009 年接受采访时说:‘如果我们把每个人移居火星的成本控制在 200 万美元左右,就可以开创一个大市场。预计地球上 1 万至 2 万人愿意移民外星球,人们不用节衣缩食在地球上买房,攒下的钱可以用于移居太空。’

  SpaceX 在 2012 年左右开始开发火星殖民系统(MCT,即星舰前身),火箭使用的猛禽火箭发动机则在 2016 年开始测试。SpaceX 在 2018 年 3 月开始制造重型运载火箭概念(BFR)的首个火箭原型,随后马斯克在一场发布会上宣布了 BFR 的后续计划。

  在发布会上马斯克重新命名了 BFR,他将第一级助推器称为超级重型助推器(Super Heavy),将第二级飞船称为星舰(Starship)。SpaceX 同时表示其最初期望是在 2022 年发射货运飞船去火星,然后在 2024 年执行载人计划,但进展不及预期。其原型飞船曾发生多次爆炸、解体、着陆失败等事故,因为该公司总是试图让原型机垂直降落。

  不过,2021 年,星舰的试验发生了转机。在经历了点火发射,升上 10 公里高度并完成一系列复杂动作之后,星舰的原型机 SN15 重新启动了两台发动机,垂直降落在南得克萨斯州 Boca Chica 发射场中, 成为了第一个在高空飞行实验中幸存的星舰原型机。这帮助星舰在可回收的路上迈出了重要一步,也是该系列飞行器的核心竞争力所在(马斯克曾说,星舰的目标是将每千克近地轨道的运输成本降到 10 美元左右)。

  今年 2 月份,星舰又进行了一项重要的静态点火测试,成功点燃了 Super Heavy 助推器 33 个发送机中的 31 个。这是 SpaceX 在准备发射尝试之前需要完成的最后一个重大技术障碍。

  为什么需要 Super heavy?   这是马斯克下一代发射系统的相当大的动力升级,因为想要登陆月球并最终登陆火星就需要这样的能量。

  SpaceX 团队还建造了世界上最高的火箭发射和接收塔。发射和捕获塔高 146 米,旨在支持超重型火箭助推器的车辆集成、发射和捕获。

  对于此次发射任务,马斯克本人一直在试图降低大家的预期。他说,‘成功不是我们应该期待的…… 那太疯狂了。’

  有网友评价说,‘不炸在发射台就算及格’。目前看来,星舰的表现已经及格了。

  图源:知乎(1.15, -0.03, -2.54%)(https://www.zhihu.com/question/595711345/answe(0.4778, 0.02, 3.89%)r/2988293668)

  星舰,全村的希望?

  值得注意的是,星舰的发射不止对 SpaceX 和马斯克意义重大。作为一架商用飞行器,它未来有望承担多种太空任务。

  据悉,美国国家航空航天局已选择‘星舰’作为搭载美国航天员重返月球的交通工具,实现美国‘阿耳忒弥斯 3 号’载人登月计划。不过,相关研发进程几经延迟,按照最新时间表,‘星舰’最早可在 2025 年底将美国航天员送上月球。此外,由日本亿万富翁前泽友作(Yusaku Maezawa)领导的 dearMOON 计划也将利用星舰把包括他在内的 9 名成员送上月球,开启月球之旅。

  除了帮助人类重返月球,‘星舰’还可以推动新型天体物理学和行星科学的发展,因为它可以发射超出其他飞行器荷载的重型科学设备,如望远镜、天文台、卫星和行星际宇宙飞船,将这些设备以更便宜的方式送入太空。

  SpaceX 表示,星舰能够将多达 150 吨的有效载荷运送到近地轨道 —— 这个运载能力是目前大多数火箭的五到十倍。如果 Starship 能够定期安全地发射,就像 SpaceX 的小型猎鹰火箭系列近年来所做的那样,它可以大大降低将科学实验设备和天文台送入太空的成本。

  图源:https://www.bbc.com/news/science-environment-65294084

  在最近几年里,SpaceX 完成了多次具有里程碑意义的火箭试验,也曾经历过多次失败。想必今天的发射将为之后的努力积累宝贵的经验。

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