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機(jī)器之心編輯部
成功入軌,，星艦 Starship 這次向前邁進(jìn)了一大步,。 美國(guó)東部時(shí)間 3 月 14 日早上 9 點(diǎn) 25 分，隨著人們整齊一致的倒數(shù)聲,，星艦在得克薩斯州南部博卡奇卡海灘附近的 Starbase 基地順利升空,。 今天的發(fā)射準(zhǔn)備工作較為順利。在短暫推遲后,，33 臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)均成功點(diǎn)火并順利升空,。
火箭在 52 秒達(dá)到最大動(dòng)壓點(diǎn)（Max Q），這是一個(gè)航空術(shù)語,，指飛行器在飛行過程中經(jīng)歷最大動(dòng)態(tài)壓力的位置,。
2 分 42 秒后，一二級(jí)火箭成功熱分離,。星艦飛船 SN28 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)把自己推離了 Super Heavy 助推器,。
6 分鐘左右，一級(jí)助推器開始返回但抖動(dòng)過大不穩(wěn)定,，最終墜入海中,。此時(shí)沒有多少引擎處于點(diǎn)火狀態(tài)，看起來有關(guān)回收的嘗試沒有成功,。
而星艦飛船成功完成了發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)燃燒過程,，并在啟動(dòng)后 8 分 35 秒關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)。這足以讓它進(jìn)入軌道,，這標(biāo)志著一個(gè)巨大的里程碑,，對(duì)于 SpaceX 來說無疑是一次勝利。
SpaceX 通訊經(jīng)理丹?霍特（Dan Huot) 表示：「我們比以往任何時(shí)候都走得更遠(yuǎn),?！?/span> 19 分鐘后，星艦飛船開始在距離地球表面超過 200 公里高度的太空滑行,。
馬斯克表示,，星艦飛船已經(jīng)達(dá)到軌道速度（上次沒有達(dá)到），并向 SpaceX 團(tuán)隊(duì)發(fā)來祝賀,。
在 28 分鐘左右時(shí),，SpaceX 表示在 170 公里的高度上,，Starship 完成了有效載荷門測(cè)試,，該測(cè)試旨在驗(yàn)證其將衛(wèi)星等貨物送入太空的能力,。但官方表示，仍需要進(jìn)行一些「數(shù)據(jù)檢查」,。這意味著試飛期間實(shí)現(xiàn)了另一個(gè)重要里程碑,。 SpaceX 展示了星艦內(nèi)部的特寫：
在發(fā)射升空 40 分鐘后，SpaceX 宣布本次測(cè)試的推進(jìn)劑轉(zhuǎn)移演示已經(jīng)完成,。根據(jù) NASA 去年 12 月解釋該測(cè)試的一封電子郵件,，該目標(biāo)是將星艦飛船上的 10 噸液氧加注到另一個(gè)液氧艙中。 SpaceX 工程師設(shè)計(jì)該演示是為了討論星際飛船在軌道上運(yùn)行時(shí)如何在未來的任務(wù)中補(bǔ)充燃料,。星艦可能需要十幾次加油飛行才能到達(dá)月球,。 這是個(gè)高難度的技術(shù)活。NASA 還告訴 CNN,，SpaceX 可能因完成演示而獲得 5340 萬美元的「爆點(diǎn)獎(jiǎng)」,。 但是在再入大氣層之前，SpaceX 選擇不重新啟動(dòng) Starship 的引擎,，這項(xiàng)測(cè)試被取消了,，我們尚不知道工程師做出決策的原因。 46 分鐘左右,，星艦飛船重新進(jìn)入地球大氣層,，返回大氣層時(shí)的極端高溫和壓力形成了等離子「火焰」，現(xiàn)場(chǎng)再次響起歡呼聲,。 宇宙飛船表面鋪設(shè)的約 1.8 萬塊輕質(zhì)六角形陶瓷磚承受住了再入大氣的溫度,。
這應(yīng)該是我們第一次看到飛行器大氣層再入的實(shí)時(shí)圖像。
隨著高度逐漸下降,，Starship 進(jìn)入了黑障區(qū),，在海拔 65 公里高度時(shí)視頻信號(hào)中斷。Dan Huot 表示,，地面控制中心失去了星鏈和其他數(shù)據(jù)流,，這意味著我們可能失去了與星艦的聯(lián)系。 「我們不知道它是否按照計(jì)劃濺落在印度洋中,，」SpaceX 工程師 Kate Tice 表示,。
隨后，人們推定星艦在這一階段燒毀,。 這次任務(wù)宣告提前結(jié)束,，但顯然已取得了重大進(jìn)步，是人類航天的又一里程碑式突破,。 工程師指出,，未來的數(shù)小時(shí)和數(shù)天里,，人們還要評(píng)估大量數(shù)據(jù)。 SpaceX 這次的發(fā)射,，讓星艦整體入軌,，宣告了多發(fā)動(dòng)機(jī)捆綁式超大火箭的路線具有可行性。與此同時(shí),，在火箭的熱分離,、姿態(tài)控制,、回收等方面也有了進(jìn)步,。難怪馬斯克在任務(wù)結(jié)束后心情不錯(cuò)：
已經(jīng)迫不及待想要移民火星了？ Starship 的第三次全堆疊配置發(fā)射測(cè)試是迄今為止最雄心勃勃的一次,。
SpaceX 的第三艘 Starship 飛船豎立在該公司位于德克薩斯州南部的 Starbase 基地發(fā)射架上,。 上次的 Starship 試飛是在去年的 11 月,，火箭在飛行后約 10 分鐘發(fā)生爆炸,。當(dāng)時(shí)馬斯克預(yù)測(cè)發(fā)射成功的概率是：像擲硬幣一樣,，50% 左右。 這次飛行成功的幾率要高得多,?！肝也幌肓?flag，但我認(rèn)為到達(dá)軌道的可能性很大——有 80%,，」馬斯克說,。「當(dāng)然,，第三次飛行是比前兩次飛行更好的火箭,。」 看起來,，馬斯克的預(yù)測(cè)很靠譜,。 不斷嘗試，走向成功 這是星艦的第三次試飛,，前面兩次試飛都以大部分失敗告終,。 星艦（Starship）是由 SpaceX 開發(fā)的重型運(yùn)載火箭，于 2017 年 9 月由埃隆?馬斯克首次公布,，它的終極目標(biāo)是打造一個(gè)完全可重復(fù)使用的運(yùn)輸系統(tǒng),，能夠?qū)⒊藛T和貨物送入地球軌道，幫助人類重返月球,，并最終前往火星及更遠(yuǎn)的地方,。 2023 年 4 月 20 日,，星艦的完整版本首次嘗試發(fā)射，火箭飛行幾分鐘后在空中爆炸,，嚴(yán)重破壞了地面基礎(chǔ)設(shè)施并引發(fā)了環(huán)境問題。美國(guó)聯(lián)邦航空局與美國(guó)魚類和野生動(dòng)物管理局甚至為此進(jìn)行了協(xié)調(diào),，在為第二次嘗試頒發(fā)新的飛行許可證之前啟動(dòng)了安全審查,。
去年 11 月第二次試飛，星艦實(shí)現(xiàn)了成功的一二級(jí)分離,，但一級(jí)火箭在分離之后一直無法啟動(dòng)足夠多的發(fā)動(dòng)機(jī)控制姿態(tài),，在空中爆炸了，二級(jí)因速度不夠?qū)е虑腥胲壍朗 ?/span>
不過,，這就是 SpaceX 快速迭代技術(shù)的方式，前兩次的「暫時(shí)失敗」提供了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn),。在第三次發(fā)射之前,，工程師們?cè)缫褳榻裉斓陌l(fā)射設(shè)定了大量新的目標(biāo)。 在全球范圍內(nèi),，星艦的每次發(fā)射都備受關(guān)注,，因?yàn)檫@艘火箭和馬斯克的火星夢(mèng)緊緊地綁定在一起,。沃爾特?艾薩克森寫作的《埃隆?馬斯克傳》中記錄了這一切。 和之前的很多次試驗(yàn)一樣,，星艦的第一次發(fā)射以「爆炸」收尾：不僅對(duì)發(fā)射臺(tái)造成了嚴(yán)重?fù)p壞,，并「留下了 385 英畝的碎片場(chǎng)，將混凝土塊拋到距離發(fā)射臺(tái) 2680 英尺遠(yuǎn)的地方,，引發(fā)了 3.5 英畝的火災(zāi)?！?/span> 但在馬斯克的標(biāo)準(zhǔn)里,，這次發(fā)射并不算失敗。因?yàn)樗孪嚷暶?，如果火箭能夠順利點(diǎn)火，升到足夠高度,，以至于即便爆炸也是發(fā)生在人們的視野外,，還能給 SpaeX 留下大量有價(jià)值的新信息和新數(shù)據(jù),，他就認(rèn)定這次試驗(yàn)性發(fā)射是成功的。 回看第一次發(fā)射視頻時(shí),，SpaceX 發(fā)現(xiàn),，猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)的爆炸震碎了發(fā)射臺(tái)的基座,，將大塊混凝土拋向空中，其中一些發(fā)動(dòng)機(jī)可能被碎塊擊中了,。而基座混凝土之所以被震碎并炸飛,，是因?yàn)轳R斯克在建造發(fā)射臺(tái)時(shí)決定不在發(fā)射架下方挖導(dǎo)焰槽（導(dǎo)焰槽可以容納發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后產(chǎn)生的爆炸沖擊波）,，再加上發(fā)射時(shí)用來發(fā)揮替代作用的鋼板沒有準(zhǔn)備好。
星艦第一次發(fā)射過程中炸飛的混凝土塊,。揚(yáng)起的泥土和沙子像雨一樣落到了 8 公里外,，與火山爆發(fā)相當(dāng)。 「馬斯克根據(jù)靜態(tài)火災(zāi)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)計(jì)算出高密度混凝土可以承受發(fā)射時(shí)的爆炸沖擊波,，就像他在早期版本的獵鷹 1 號(hào)中決定拋棄防晃隔板一樣，事后證明冒這種險(xiǎn)是錯(cuò)誤的決定,?！埂栋Ｂ?馬斯克傳》中寫道,。當(dāng)然，幾十臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)這一高難度做法也可能是導(dǎo)致第一次發(fā)射失敗的重要原因,。 在第一次發(fā)射失敗后,，SpaceX 對(duì)星艦做出了數(shù)千次調(diào)整,。其中一個(gè)升級(jí)是對(duì)發(fā)射臺(tái)的升級(jí)。2023 年 6 月,，在 X 上接受記者采訪時(shí),，馬斯克表示,，除了用高強(qiáng)度混凝土加固，他們還給發(fā)射臺(tái)安了一個(gè)「水冷鋼板三明治」，即讓兩塊厚鋼板容納發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后產(chǎn)生的爆炸沖擊波,，并用一個(gè)像「巨大的倒置淋浴頭」一樣運(yùn)行的沖水系統(tǒng)來冷卻它們。 在第二次發(fā)射失敗后,，SpaceX 認(rèn)為超重型助推器的損壞應(yīng)歸咎于過濾器堵塞,，而液氧泄漏則是上級(jí)故障的原因。由 SpaceX 牽頭的 FAA 調(diào)查總共確定了第三次發(fā)射之前需要采取的 17 項(xiàng)糾正措施,，其中 7 項(xiàng)與超重型助推器有關(guān)，包括重新設(shè)計(jì)車輛硬件和改進(jìn)控制系統(tǒng)模型,，其余 10 項(xiàng)糾正措施與上級(jí)相關(guān),。 當(dāng)時(shí),，對(duì)發(fā)射臺(tái)的升級(jí)（包括水抑制系統(tǒng)）使其能夠在起飛時(shí)的猛烈攻擊中幸存下來，火箭的 33 個(gè)第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)全部成功點(diǎn)火,。飛行器成功完成了階段分離，上級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)也點(diǎn)火成功,。但當(dāng)助推器開始點(diǎn)燃 13 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)以將火箭帶回地球時(shí)，其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障,，SpaceX 的形容是「迅速引發(fā)意外的快速拆卸」，該航天器在泄漏導(dǎo)致火災(zāi)后失蹤,，自主機(jī)載飛行終止系統(tǒng)摧毀了航天器,。 SpaceX 解釋說，在階段分離之后,，助推器開始下降階段時(shí)，「幾個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)開始關(guān)閉,，然后一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)能量故障」,，由此引發(fā)了一系列事件,，最終導(dǎo)致「超重型助推器」的毀滅。SpaceX 確定過濾器堵塞是罪魁禍?zhǔn)?，發(fā)動(dòng)機(jī)中的液氧堵塞了過濾器,。這導(dǎo)致幾個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，并在飛行約三分半鐘后發(fā)生爆炸,，當(dāng)時(shí)星艦正在墨西哥灣上空飛行 56 英里（90 公里）,。 至于第二級(jí)，它成功地從助推器中解脫出來,，并飛行了近 7 分鐘,。然后，作為測(cè)試的一部分,，它排出了為收集數(shù)據(jù)而裝載的額外液氧（這通常不會(huì)在發(fā)射過程中進(jìn)行）。然而,，在排氣過程中發(fā)生了泄漏,，導(dǎo)致起火和與飛行計(jì)算機(jī)失去通信。這導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)提前關(guān)閉,，自毀系統(tǒng)結(jié)束了任務(wù)。當(dāng)上級(jí)達(dá)到 93 英里（150 千米）的高度時(shí),，測(cè)試結(jié)束,。 為了防止類似事件再次發(fā)生，SpaceX 公司「對(duì)即將推出的星艦飛行器進(jìn)行了硬件改造,，以改進(jìn)減少泄漏,、防火措施,，并改進(jìn)與推進(jìn)劑排放口相關(guān)的操作，以提高可靠性」,。此外,，SpaceX 還補(bǔ)充說，猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將完全改為電動(dòng)系統(tǒng),，這也消除了「潛在的可燃性來源」。 人類飛往火星的希望 馬斯克認(rèn)為,，人類應(yīng)該成為一個(gè)跨星際物種,，以防止地球上可能發(fā)生的災(zāi)難性事件，如小行星撞擊地球等,，導(dǎo)致人類滅絕,。他的終極夢(mèng)想是讓人類有朝一日能夠移居火星,，而他自己可以在「火星上退休」，甚至是「死在火星上」。 不過,，在查閱了 NASA 官網(wǎng)之后,，他失望地發(fā)現(xiàn)：NASA 根本沒有登陸火星的計(jì)劃。 所以在 2002 年,，馬斯克創(chuàng)建了自己的第三個(gè)公司：太空探索技術(shù)公司「Space X」。 在經(jīng)營(yíng) SpaceX 的過程中,，馬斯克做了很多打破常規(guī)的事情,，比如采取一種迭代式的設(shè)計(jì)方法：迅速制成火箭和發(fā)動(dòng)機(jī)原型，進(jìn)行測(cè)試,，炸毀，修改,，再次嘗試,，直到最后做出能用的東西。他們希望通過這種方式盡快找出問題,，然后解決問題,。 這也是為什么我們?cè)跒g覽 SpaceX 相關(guān)的新聞時(shí),，經(jīng)常能夠聽到爆炸的消息。 「最有可能的結(jié)果無非就是,，我會(huì)因此傾家蕩產(chǎn)。但我有別的選擇嗎,？眼睜睜看著太空探索沒有絲毫進(jìn)展,？我們必須試一試，否則人類將永遠(yuǎn)被困在地球上,。」 SpaceX 的星艦飛行器及其超重型助推器是世界上最高,、最強(qiáng)大的火箭,。當(dāng)它們堆疊在一起時(shí)，高度為 400 英尺（122 米）,， 重約 7500 噸，由兩部分組成：
本次發(fā)射后,，馬斯克和 SpaceX 已經(jīng)把最強(qiáng)運(yùn)載火箭的名號(hào)從波音手里奪了回來。 按照設(shè)計(jì),，兩級(jí)都可以重復(fù)利用,，發(fā)射一次消耗 5000 噸推進(jìn)劑,，是液氧和甲烷，采用全流程燃燒循環(huán)技術(shù),，燃料成本不到 50 萬美元,，設(shè)計(jì)運(yùn)載能力 150 噸,。 除此之外，星艦主要使用不銹鋼制成,。這些特性帶來了一系列技術(shù)挑戰(zhàn)和限制,，也降低了火箭發(fā)射的成本,。 星艦最終的成功,，會(huì)承載起人類探索月球和火星的希望。 縱觀人類火箭發(fā)射的發(fā)展歷程,，SpaceX 從獵鷹到星艦的發(fā)展,，開啟了重復(fù)使用火箭的新時(shí)代,，也在姿態(tài)感知、姿態(tài)控制,、制導(dǎo)等方面驗(yàn)證了大量新技術(shù),。 NASA 已承諾在星際飛船上投資 40 億美元,。根據(jù)美國(guó)宇航局目前的路線圖，堆疊在超重型助推器頂部的星艦飛船計(jì)劃在 2026 年進(jìn)行的 NASA 阿爾忒彌斯 III 月球任務(wù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,，完成該機(jī)構(gòu)載人登月任務(wù)的最后一段,，將宇航員從月球軌道上的航天器上載到月球表面。它最終還必須證明可以將多個(gè)「星際飛船加油機(jī)」送入軌道,，為主星際飛船補(bǔ)充燃料，以繼續(xù)其前往月球的旅程,。 因此,，這次發(fā)射嘗試的進(jìn)展可能會(huì)對(duì)美國(guó)航天局的月球探索目標(biāo)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響?，F(xiàn)在看來，我們已獲得了很多樂觀的結(jié)果：
星艦第三次發(fā)射的計(jì)劃,。 技術(shù)的迭代還在繼續(xù)，預(yù)計(jì)本年度 SpaceX 還會(huì)嘗試發(fā)射 4-5 次星艦,。 最后,，3 月 14 日也是 SpaceX 成立的日子,。
今天這家公司在過 22 歲生日,。 |
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