文｜經(jīng)緯創(chuàng)投

3月14日，北京時(shí)間21點(diǎn)25分，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX公司）進(jìn)行第三次“星艦”（Starship）重型運(yùn)載火箭的無(wú)人飛行測(cè)試。

發(fā)射升空，33臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)均正常發(fā)動(dòng)。發(fā)射2分40秒后，隨著星艦按照預(yù)定計(jì)劃成功進(jìn)行熱分離，成果已超越第二次。不過(guò)，大約3分鐘后，星艦成功完成了一二級(jí)分離，超重型火箭返回準(zhǔn)備在墨西哥灣濺落。但SpaceX發(fā)言人丹·霍特(Dan Huot)在直播中表示，超重型火箭在返回途中丟失了。

約11分鐘后，超重助推器完成其使命，星艦開(kāi)始進(jìn)行艙門(mén)打開(kāi)；發(fā)射約28分鐘后，艙門(mén)完成關(guān)閉，星艦完成艙門(mén)開(kāi)關(guān)測(cè)試；發(fā)射47分鐘后，星艦執(zhí)行二次點(diǎn)火演示，猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順利成功；不過(guò)，在SpaceX在星艦重返大氣層過(guò)程中失去了星艦，任務(wù)提前結(jié)束。雖然，最后結(jié)果沒(méi)有看到星艦著陸的畫(huà)面，但這一次星艦試飛取得又一里程碑式的突破。

馬斯克表示：“Starship will make life multiplanetary”。此前，SpaceX在社交媒體上表示，雖然這次發(fā)射不是在實(shí)驗(yàn)室或測(cè)試臺(tái)上發(fā)生的，但這絕對(duì)是一個(gè)測(cè)試，“我們今天所做的將為星艦的快速開(kāi)發(fā)提供寶貴數(shù)據(jù)?！?/p>

從Falcon、Dragon、Starlink到Starship，馬斯克的“快速螺旋開(kāi)發(fā)”哲學(xué)得到了一次又一次驗(yàn)證。

那么，此次星艦三戰(zhàn)太空，接受了哪些不為人知的挑戰(zhàn)？深藏不露的SpaceX，完成了哪些數(shù)據(jù)和行動(dòng)？星艦本次試飛后，下一步的試驗(yàn)飛行將會(huì)有哪些新目標(biāo)？移民火星還有多遠(yuǎn)？以下，Enjoy：

1、星艦三戰(zhàn)太空，挑戰(zhàn)極限

回顧SpaceX的三次試飛，從失敗走向成功，總是在挑戰(zhàn)極限。 2023年4月20日，星艦首次試飛，由于未能與第一級(jí)助推器分離，開(kāi)始翻滾并在升空后四分鐘內(nèi)引爆了火箭。

圖片來(lái)源：PATRICK T. FALLON/AFP via Getty Images

之后，SpaceX公司公布了失敗的原因，稱(chēng)“星艦”發(fā)射后，其中一級(jí)有多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作不正常，出現(xiàn)故障，損失高度并開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，向飛船下達(dá)了終止飛行的指令。SpaceX稱(chēng)，“星艦”設(shè)置了出現(xiàn)意外情況時(shí)自毀的機(jī)制，以防止火箭自由墜落并威脅地面人類(lèi)的安全。

首飛失敗后，SpaceX對(duì)“星艦”進(jìn)行了1000多次修改，最主要的變化是級(jí)間熱分離方式，即“星艦”的二級(jí)飛船在還未與一級(jí)超重助推器分離時(shí)點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。馬斯克稱(chēng)，“熱分離具有載荷入軌優(yōu)勢(shì)，保守地說(shuō)，運(yùn)載能力大約增加了10%。

2023年11月18日，星艦二次試飛，飛行約2分40秒時(shí)，成功與Super Heavy分離，但Super Heavy隨后在大規(guī)模的空中爆炸中隨之爆炸。

圖片來(lái)源：Space X

在第二次試飛之后，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）確定了SpaceX在下一次飛行前要采取的17項(xiàng)糾正措施：星際飛船10項(xiàng)，超重型助推器7項(xiàng)。

3月14日，第三次試飛的飛行程序，則與之前兩次有一定區(qū)別。

前兩次計(jì)劃的試飛過(guò)程為：星艦從位于南加州的星艦基地起飛后，完成接近1圈的軌道飛行，隨后進(jìn)入大氣層，并且墜入夏威夷附近的大海中，整個(gè)過(guò)程計(jì)劃持續(xù)90分鐘。

第三次試飛，則計(jì)劃飛行器墜入印度洋。

IFT-飛行落區(qū)

SpaceX公司認(rèn)為：“這條新的飛行路徑可以幫助我們嘗試一些新技術(shù)，例如在太空中進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。同時(shí)，這也能夠最大程度確保公共安全?！?/p>

IFT-3 飛行圖解 來(lái)源：全球航天事件

此外，為對(duì)未來(lái)星鏈衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)行技術(shù)和安全驗(yàn)證，此次試飛的目標(biāo)是測(cè)試星艦的性能極限，增設(shè)了許多復(fù)雜任務(wù)：

兩級(jí)火箭的上升段燃燒

打開(kāi)并關(guān)閉星艦有效載荷艙門(mén)

上級(jí)助推器滑行階段進(jìn)行推進(jìn)劑轉(zhuǎn)移演示

太空中重新點(diǎn)燃猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)

控制星艦再入大氣層

……

一系列復(fù)雜操作的終極目標(biāo)是讓星艦實(shí)現(xiàn)完全、快速地可重復(fù)使用，以更好完成各類(lèi)太空任務(wù)。

此次試飛，并不會(huì)對(duì)兩枚星艦之間轉(zhuǎn)移推進(jìn)劑進(jìn)行試驗(yàn)，而是在星艦第二級(jí)的主貯箱和貯存著陸推進(jìn)劑的小型頭部貯箱之間轉(zhuǎn)移推進(jìn)劑，以此掌握在微重力環(huán)境下液氧和甲烷的流體特性，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

試飛之前，SpaceX在其社交媒體上表示，已經(jīng)完成了第二次試飛后，F(xiàn)AA指定的17項(xiàng)改進(jìn)措施，以提高可靠性和安全性。SpaceX也是在FAA正式簽發(fā)第三次星艦超重飛行器許可證授權(quán)后才官宣發(fā)射時(shí)間。

如FAA所言：“SpaceX 符合所有安全、環(huán)境、政策和財(cái)務(wù)責(zé)任等要求?！?/p>

圖片來(lái)源：Space X

對(duì)于這次發(fā)射，馬斯克曾表示，第三次星艦試飛能夠達(dá)到地球軌道的概率能有70%-80%。現(xiàn)在的火箭要比第一、第二次試飛時(shí)好多了。

需要說(shuō)明的是，星艦在試飛過(guò)程中并非真的要上地球軌道，而是需要達(dá)到能進(jìn)入地球軌道的飛行速度——至少1.75萬(wàn)英里/小時(shí)。在去年11月的第二次試飛中，星艦在自毀前最終達(dá)到過(guò)1.5萬(wàn)英里/小時(shí)的峰值速度。馬斯克曾預(yù)測(cè)那次試驗(yàn)成功概率只有50%。

根據(jù)官方公布的時(shí)間表，假設(shè)一切順利，第三次試飛的一套流程需要64分鐘左右。

此次試飛的火箭，是人類(lèi)建造的最龐大、同時(shí)最強(qiáng)大的火箭。星艦由兩級(jí)可重復(fù)使用的部分組成。其一，是配備33臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)、被稱(chēng)為超重型（Super Heavy）的第一級(jí)火箭助推器；其二，是被稱(chēng)為星艦（Starship）的50米高飛船。

Starship 和 Super Heavy 被設(shè)計(jì)為完全可重復(fù)使用。目前來(lái)看，二者可以將近 165 噸的火箭發(fā)射到軌道上。

SpaceX的星際飛船是人類(lèi)歷史上最大規(guī)模的載人飛船，可以乘坐一百人，它將是馬斯克實(shí)現(xiàn)人類(lèi)定居火星這一宏大目標(biāo)的關(guān)鍵運(yùn)輸工具。就馬斯克的個(gè)人設(shè)想，最終版的星艦，單次可承載100人至太空，成本可控制在單次200萬(wàn)美元，即2萬(wàn)美元/人。

2、深藏不露的Space X用數(shù)據(jù)和行動(dòng)說(shuō)話(huà)

2016年-2023年，SpaceX在失敗中穩(wěn)步崛起：

馬斯克的星艦計(jì)劃，始于2016年，他用8年時(shí)間，經(jīng)歷兩次爆炸，把星艦送上太空。

然而，SpaceX見(jiàn)證過(guò)的“煙花”，卻遠(yuǎn)不止這兩次。

2016年，Spacex首次公開(kāi)了星艦前身——火星殖民運(yùn)輸器（Mars Colonial Transporter，MCT）。

2017年，Spacex再次修改了項(xiàng)目名稱(chēng)，命名為BFR（Big Falcon Rocket），并修改了飛船的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。

2018年，“星艦”早期技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)在博卡奇卡試驗(yàn)場(chǎng)啟動(dòng)， 采用“星跳者”（Starhopper）樣機(jī)和 Mk1樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試。

“星跳者”是配備單臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)的首個(gè)樣機(jī)，用以測(cè)試著陸技術(shù)和低空/低速的相關(guān)控制算法。 “星跳者”完成了貯箱測(cè)試、濕彩排、燃燒前測(cè)試以及熱試車(chē)等，在試驗(yàn)中，達(dá)到1m高度。

2019年8月，“星跳者”實(shí)現(xiàn)飛行高度150m的突破，在距發(fā)射臺(tái)100m的位置完成著陸。

同期，Mark系列高空飛行樣機(jī)進(jìn)行亞軌道飛行、測(cè)試飛行及再入能力測(cè)試。

2019 年，Mk1 在試驗(yàn)中以爆炸告終。隨后， SpaceX 又相繼棄用 Mk2 和 Mk4 ，于 12 月把 Mk3 正式更名為 SN1。

2020 年，SpaceX 在進(jìn)行了多次貯箱增壓測(cè)試后，完成了對(duì)SN1的組裝。但由于貯箱的推力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響， SN1在2 月的低溫增壓試驗(yàn)中，以損毀告終。

隨后，SN5、SN6樣機(jī)先后進(jìn)行過(guò)150m高度的試飛。

經(jīng)過(guò)了對(duì)“星艦”的導(dǎo)航系統(tǒng)、全不銹鋼箭體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、新型著陸支腿等基本功能的驗(yàn)證后， Space X又對(duì)SN8至SN11樣機(jī)進(jìn)行了10km的高空測(cè)試。

SN8、SN9兩次測(cè)試中，樣機(jī)均著陸失?。籗N10在安全著陸的片刻后就發(fā)生爆炸；SN11甚至還未落地就發(fā)生爆炸。

直至2021年5月，SN15樣機(jī)能夠完成從發(fā)射、返回、減速到安全著陸的全過(guò)程“重復(fù)使用”實(shí)驗(yàn)。SN15也成為了首次實(shí)現(xiàn)100%軟著陸的全尺寸“星艦”。

同期，多個(gè)超重型火箭助推器的原型機(jī)，也相繼被安排了多次地面測(cè)試。BN1進(jìn)行壓力測(cè)試；BN2進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試；BN2.1進(jìn)行低壓測(cè)試；BN3進(jìn)行首次軌道試飛……

試飛與實(shí)驗(yàn)重復(fù)著失敗與突破。

直至2023年4月20日，SpaceX的首次軌道試飛，使用SN24配合BN7。然而，在助推器與飛船分離失敗后不久，便發(fā)生了爆炸解體。

至此，公眾視野中的SpaceX星艦“首炸”出現(xiàn)。雖然，首次和二次發(fā)射以失敗告終，但并未也影響SpaceX的工作。

光從2023年的年度數(shù)據(jù)來(lái)看，SpaceX堪稱(chēng)“斷層式”領(lǐng)先，永遠(yuǎn)在不懼失敗、勇于嘗試的路上。

2023年，全球共發(fā)射運(yùn)載火箭223次，SpaceX占98次，是全球總量的45%；

2023年，全球共發(fā)射衛(wèi)星2945顆，SpaceX占2514顆，是全球總量的87%；

2023年，全球的入軌質(zhì)量共1492噸，SpaceX占1286噸，占全球總量的86%。

甚至在馬斯克的下一步規(guī)劃中，2024年，SpaceX計(jì)劃發(fā)射144次，入軌質(zhì)量占全球總量的90%……

SpaceX以前，每一枚火箭的發(fā)射成本在以“億”為單位的美元；當(dāng)SpaceX出現(xiàn)，火箭的成本被狠狠打下來(lái)了。以獵鷹9號(hào)火箭為例，其成本大約為5000萬(wàn)美元，較競(jìng)品而言降低了30-50%。

也不怪有網(wǎng)友說(shuō)：「馬斯克帶領(lǐng)的SpaceX，活生生給航天行業(yè)祛魅了。」

2024年1月19日，SpaceX再次成功進(jìn)行私人飛行任務(wù)。此次任務(wù)由美國(guó)一家商業(yè)航天公司發(fā)起。4位私人宇航員搭載龍飛船，借由獵鷹9號(hào)火箭推送升空。

 

四位宇航員中包含前NASA宇航員、意大利空軍上校、土耳其戰(zhàn)斗機(jī)飛行員和歐洲航天局宇航員。

在實(shí)時(shí)直播中，超170萬(wàn)網(wǎng)友在線(xiàn)觀看這次發(fā)射任務(wù)。SpaceX面對(duì)此次第301次發(fā)射及第12次載人飛行任務(wù)，已然輕車(chē)熟路。僅不到2天的時(shí)間，即可到達(dá)國(guó)際空間站。對(duì)于本次成功發(fā)射，馬斯克表現(xiàn)的淡定不少，只是連續(xù)轉(zhuǎn)了好幾條相關(guān)推特。

支撐此次航天任務(wù)的公司Axiom Space也并不簡(jiǎn)單。簡(jiǎn)單而言，其商業(yè)模式是通過(guò)與SpaceX進(jìn)行合作，將非官方宇航員或是普通公民送上太空、提供太空環(huán)游旅行。報(bào)名不設(shè)門(mén)檻，前提是每個(gè)席位售價(jià)5500美元。 這是Axiom的第三次太空服務(wù)，也是龍飛船的第四次「私人航天員」太空服務(wù)。Axiom的雄心壯志是：打造私人空間站。值得注意的是，NASA對(duì)此進(jìn)行了支持。

3、星艦之后：馬斯克瞄準(zhǔn)了什么？

馬斯克的美好愿景中，星艦是把人類(lèi)送上火星的理想載具。SpaceX的創(chuàng)立核心目標(biāo)，也不過(guò)如此。NASA正是看中了星艦的突破性，砸下數(shù)十億美元購(gòu)買(mǎi)星艦飛船末級(jí)的變體，把載人航天重返月球的任務(wù)寄希望于此。

為什么是“星艦”？

從星鏈到星艦，SpaceX從不缺明星產(chǎn)品。星艦?zāi)軌蛞l(fā)廣泛關(guān)注，還要從其成本談起。

理想狀態(tài)下，“星艦”將成為可以完全重復(fù)使用的運(yùn)輸系統(tǒng)。即，如果成功達(dá)成周期性運(yùn)行，發(fā)射成本會(huì)大幅度降低。

據(jù)悉，自2009年SpaceX開(kāi)始發(fā)射可重復(fù)使用的“獵鷹9號(hào)”以來(lái)，成本已從10000美元/千克降至約1520美元/千克，實(shí)現(xiàn)了跨越性降本。倘若星艦?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)大批量發(fā)射，其成本還將迎來(lái)巨大“折扣”。 若依據(jù)SpaceX所設(shè)想的“每天都進(jìn)行發(fā)射”，讓“太空旅行”轉(zhuǎn)變成日常性的“空中旅行”，甚至衍生出新興太空市場(chǎng)和其他商業(yè)業(yè)務(wù)。SpaceX的賽道將覆蓋軍事、商業(yè)、民用等多重領(lǐng)域。

目前，國(guó)際航天的報(bào)價(jià)約為：

貨運(yùn)1 萬(wàn)美元/千克、客運(yùn)8000 萬(wàn)美元/人

如果成功，馬斯克的價(jià)格則是：

貨運(yùn)10 美元/千克，客運(yùn) 1 萬(wàn)美元/人

“地-月-火”的第一聯(lián)絡(luò)機(jī)

就跨地域?qū)用娑裕紫?，星艦是決定“移民火星夢(mèng)”成敗的核心運(yùn)載工具。其次，星艦也是“加速月球探索”的秘密武器。同時(shí)，星艦可以作為“地球洲際運(yùn)輸”的快捷工具。

一位名為馬斯克（Parody）的網(wǎng)友都忍不住替他發(fā)表獲獎(jiǎng)感言：“我已經(jīng)在火星駕駛我的Cybertruck！”

來(lái)源：X

能夠滿(mǎn)足載人載物、低成本、高運(yùn)力、強(qiáng)適用的星艦，足以在航天領(lǐng)域開(kāi)拓一片新天地。

“星艦”的成功，也將帶動(dòng)“星鏈”的發(fā)射，帶動(dòng)SpaceX乃至航天領(lǐng)域的聯(lián)動(dòng)性發(fā)展。因此，即便面臨著Twitter、特斯拉、OpenAI的繁雜事務(wù)，馬斯克的野心，也不曾離開(kāi)過(guò)SpaceX。

“火箭之父”齊奧爾科夫斯基曾說(shuō)：「地球是人類(lèi)的搖籃，但人類(lèi)不可能永遠(yuǎn)被束縛在搖籃里?！固章眯锌赡芟喈?dāng)復(fù)雜，但對(duì)于人類(lèi)而言，每次嘗試，都是里程碑。

似乎馬斯克的強(qiáng)者心態(tài)讓太空之夢(mèng)變得更加了不起。如同他在《埃隆·馬斯克傳》中自述：“問(wèn)題迎面而來(lái)，告訴自己，這是我主動(dòng)選擇的，我知道自己缺乏什么歷練，所以給自己做了這個(gè)安排，我不會(huì)逃避，我可以解決?！?/p>

一步步走向強(qiáng)大的，是人類(lèi)文明；一次次經(jīng)受歷煉的，是科學(xué)歷程。在人類(lèi)的冒險(xiǎn)游戲中，比拼的從來(lái)不止速度，更是馬拉松式的勇氣和毅力。對(duì)于航天的期盼，我們相信，終將創(chuàng)造出屬于成功與歡呼的時(shí)刻。 歷史，會(huì)記住這些微小的文明進(jìn)程。

References：

1.SpaceX官網(wǎng)、X、BBC

2.馬斯克再送4名「私人」宇航員上太空 by FUTURE 遠(yuǎn)見(jiàn)

3.今晚 8 點(diǎn) SpaceX 星艦第 3 次集成飛行試驗(yàn)（IFT-3）by 全球航天事件

4.SpaceX：在座的各位，都是垃圾 by 創(chuàng)業(yè)邦

5.SpaceX星際飛船即將第三次飛行『航天視窗』by 我們的太空