或許真就幾個月後,我們能等到星艦再一次試飛。

按照馬斯克之前的規劃,一旦星艦被驗證成功,SpaceX 將以每年 100 艘的速度生產,然後一週雙飛,到 2050 年之前成功實現火星殖民。

就算目前的進度稍微落後於計劃,但星艦已經在一步步證明,人類的未來絕不僅僅在地球。

作者 | 世超

來源 | 差評(ID:chaping321)

「 我在人間賺這麼多錢,就是為了把所有人都送上天!」

馬斯克 3 年前在Twitter上和網友暢談自己的火星夢時,放下的豪言壯語。

現在,他還得再等等

現在,他還得再等等。

今晚 9 點半左右,吸引了全世界關注、承載了馬斯克火星夢的星艦,在預發射成功上天之後幾分鐘,化作了一團昂貴的煙花。

但從 SpaceX 現場的歡呼聲,甚至還有員工開了香檳慶祝看起來,這次星艦成功離開發射臺已經是一個巨大的成功了。

坐在現場一線觀戰的馬斯克,情緒似乎還比較穩定。

目前看來,這次星艦炸了,肯定沒有完成最完美計劃裡的近乎繞地一圈飛行,但從各方反饋來講,它的發射至少是取得了一定成果的。

馬斯克自己也在Twitter上表示公司「 學到了很多東西 」,並表示「 幾個月後將進行下一次試射 」。

這件事呢,在國內也是瞬間爆了熱搜。秉著吃瓜也要吃得最專業的精神,今天世超就和大家好好嘮嘮,這次星艦發射,憑什麼這麼受關注。

首先,這個 120 米高、可以裝載 100 噸貨物、100 名人類乘客的星艦,生前擊敗了土星五號,是人類歷史上最大、推進力最強的火箭。

上面這串紙面資料,確實能說明星艦又猛又大。

但擱現在藍星上,不少公司比如波音,估計也能拍胸脯保證,「 只要差評君錢管夠,保證把差評號做的比星艦還大,反正飛不飛得起來另說。」

除了大和猛,星艦更吸引人的,其實是它從頭到腳,每一個螺絲都在向全世界說:「 我真是為了每個人都能飛去火星設計的。」

什麼意思呢?

星艦主要由兩部分組成,上半部分是星艦太空艙,大約長 50 米,下半部分是名為「 超 TM 重( Super Heavy )」的推進火箭,大小更是達到了 70 米長,這部分就已經能塞進 SpaceX 自家的獵鷹重型火箭全部了。

馬斯克也不是人傻錢多就喜歡做大火箭,主要是因為在他看來,運載力得足夠高、動力得足夠大,才能滿足人類外星移民的需求,所以打從開始,星艦就是往大、高去設計。

除此之外,另一個馬斯克很看重的點就是,發火箭一定得足夠便宜,人類要能負擔得起。

大家都知道發火箭很貴,而要發跨星球的火箭,那就更貴了。

我們拿去年 NASA 阿爾忒彌斯登月計劃發射的 SLS 火箭為例,每放一個 SLS 牌竄天猴,NASA 要花 41 億美元,攤下來大概是每千克 6 萬美元。

而根據馬斯克自己的話( 當然不排除有誇張的成分 ),每放一個星艦牌竄天猴,只要 100 萬美元,攤下來每千克 10 美元。

為什麼星艦能這麼省?

其中一部分原因,來自 SpaceX 引以為傲的回收技術。

我們都知道,在火箭發射裡頭,箭體成本佔了大頭,一般的火箭發射都是管發不管收,一旦把火箭發射做成可重複的,成本就會大大降低。

所以為了實現星艦的發射+回收,SpaceX 想盡了辦法。

他們給星艦配了一個更高的發射塔,名字叫做「 Mechazilla 」,這個發射塔上有兩個機械臂,SpaceX 管它叫「 筷子 」,別小看這兩個霸王龍前爪,人家在星艦發射和回收上有著大用處。

在發射時,「 筷子 」主要就用來組裝星艦,和一般腳手架沒什麼區別。

而到了回收時,「 筷子 」就牛了,星艦飛船和「 超TM重 」推進火箭都得靠「筷子」最後一夾來保證回收穩當。

靠著這套回收系統,「 超TM重 」推進火箭不僅有去有回省了錢,還非常省時間。

每次「 超TM重 」送走一個星艦飛船,分離後的它就會返回到發射架上。經過簡單的燃料補充、檢查之後,再裝上一個新的星艦飛船就能再次起飛,省去了來回廠房組裝的時間,從而實現馬斯克設想中一天發射 3 次星艦飛船。

這效率,我們家長途客車都不帶這麼發車的。

而其中最科幻的,還得是星艦飛船的回收。

推進火箭,「 超TM重 」飛得不高,所以回收時的速度沒那麼快,難度自然要小些。

但星艦飛船可是從地球外回來的,當它「 再入 」大氣層時,速度只比第一宇宙速度(7.9km/s)慢點。

並且 SpaceX 為了裝載能力,放棄了主流火箭回收的「 降落傘 」方案,直接扔掉了大部分引擎、降落傘,甚至連起落架都沒有。至於「 再入 」大氣層需要的減速,則主要依靠自由落體時,「 屁股 」擠壓大氣產生的反作用力。

為了儘可能增大這部分反推力,星艦會被控制在一個 60-70 度的角度下降。

在這期間,星艦飛船會像個大火球一樣產生大量熱量,為了隔熱,星艦飛船靠近地球的一面裝滿了黑色的六邊形隔熱瓦,搭配裡面的隔熱膜和飛船本身的不鏽鋼材料,保證不會半路就烤死乘客。

等星艦飛船降到了足夠低的角度,就會利用本身自帶的幾個發動機,以及箭身上的嚮導羽翼,進行不同組合的動力控制。

在進一步減速的同時,把空中的自己掰直,保證垂直降落到發射臺被「 筷子 」夾住。

這個難度有多大?之前 SpaceX 的獵鷹 9 號的回收,相當於是讓一支鉛筆飛過帝國大廈頭頂之後,再精準垂直落到只有鞋盒大小的著陸點,而星艦飛船的回收難度只會比這個更大。

姿態控制、點火力度、材料結構……全是難點。

星艦前幾次小型試飛可炸了不少

星艦前幾次小型試飛可炸了不少

除了這些出人意料的設計,星艦使用的燃料也是前些年航天裡並不重視的液氧甲烷。一方面出於成本考慮,另一方面是因為馬斯克覺得在火星上,製備液氧甲烷遠比製備其它燃料容易得多。

至於它身上更多的各種技術創新,世超再熬個幾次夜也寫不完,咱們等到下次發射的時候,再細細來聊。

總之,星艦雖然炸了,但我們倒也不必遺憾或者嘲笑,早在這次預飛行之前,馬斯克已經給大家打過預防針,說星艦在試飛中成功之前可能需要多次嘗試。

至於這一次測試,星艦能成功飛離發射臺,就已經避免了最壞的情況。要是把發射臺炸壞了,修修補補真的是費工又費錢。

所以,現在只要 SpaceX 的工程師找到這次發射的問題,他們就可以在其他早就備好了的原型星艦上改正,這正是 SpaceX 公司一直秉承的口號:「 快速失敗,但學得更快 ( Fail fast, but learn faster )」。

現場的SpaceX工程師超級興奮

現場的SpaceX工程師超級興奮

或許真就幾個月後,我們能等到星艦再一次試飛。

按照馬斯克之前的規劃,一旦星艦被驗證成功,SpaceX 將以每年 100 艘的速度生產,然後一週雙飛,到 2050 年之前成功實現火星殖民。

就算目前的進度稍微落後於計劃,但星艦已經在一步步證明,人類的未來絕不僅僅在地球。

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