摘要:美国当地时间5月27日,美国太空探索技术公司SpaceX新一代重型运载火箭“星舰”在德克萨斯州发射升空,进行第九次试飞。在发射后,火箭第一级助推器发生爆炸,火箭第二级飞船失控。SpaceX当即宣布:第九次发射失败了。
美国当地时间5月27日,美国太空探索技术公司SpaceX新一代重型运载火箭“星舰”在德克萨斯州发射升空,进行第九次试飞。在发射后,火箭第一级助推器发生爆炸,火箭第二级飞船失控。SpaceX当即宣布:第九次发射失败了。
马斯克表示:“如果事情没有失败,说明你的创新还不够。”失败是创新之母,为了快速实现技术突破,星舰计划采用了“测试——失败——改进”的敏捷开发模式,与传统航天工业追求“零失败”的保守思路截然不同。这种模式允许通过实际飞行数据快速发现问题并迅速优化设计。例如,每次星舰爆炸后,马斯克团队会在短时间内调整设计,如改进热防护系统、发动机布局或燃料管理,并在下一次的测试中验证改进的效果。
星舰面临的技术挑战极为复杂:采用的历史上最大的全流量分级燃烧火箭(推力是土星五号的2倍),且设计的火箭是可以重复使用的。这种颠覆性的创新,必然伴随着高风险。猛禽发动机的研发、不锈钢箭体耐高温设计、超重型助推器的33发动机并联技术等。这些技术瓶颈,都需要在实验中反复验证、反复去通过失败来改进。
例如:2023年4月的首次试飞,火箭升空后因多台发动机失效,未能达到预定速度,最终触发自毁系统爆炸。首飞发射虽然失败,但测试取得了宝贵数据,如火箭成功离开了发射台。2024年第二次飞行,一级助推器(Super Heavy)完成燃烧分离,但随后爆炸。星舰本身继续飞行至约148公里高度,后因通信中断触发自毁。这次发射也失败了,但是验证了热分离技术。
2024年第三次飞行,星舰首次达到轨道速度(约27,000公里/小时),完成部分目标(如舱门打开测试)。但再入大气层时失联,最终未能完整回收。而这一次的失败验证何种技术,目前SpaceX还没有相关的信息公布。
从目前的情况来看,中国尚未研制类似SpaceX星舰这种超重型完全可重复使用的火箭,但是如果中国航天研究这种超重型火箭,仍然有一些方面的技术需要攻克。
第一,在发动机方面
中国目前最强的液氧甲烷发动机是中国航天科技集团6院研制的140吨级可重复使用液氧甲烷发动机,而星舰的第三代猛禽单台发动机推力是230吨。长征九号(规划中)的YF-130液氧煤油发动机(推力500吨级),接近了超重型的需要,但是目前尚未成熟。中国的甲烷发动机技术仍然落后于美国(数据上看),但是能在短期之内追赶上来。
第二,在箭体和材料方面
星舰采用不锈钢(304L)和热防护瓦,中国在材料工艺上使用的是可复用防热涂层技术。虽然还有一些实验需要验证,但如果搞星舰技术的话,在短期内集中力量能够实现超越。在可重复使用技术方面,中国已成功验证长征八号火箭一子级垂直回收(2023年),但尚未实现超重型助推器的复用和多发动机并联(33台)的实验(长征五号仅10台YF-77)。
第三,快速迭代实验方面
SpaceX通过“快速试错”加速进步(如SN8-SN15连续爆炸后改进)。这种快速试错需要成本和时间,但是对于技术进步来说是很有必要的。在这方面中国航天更侧重于“稳扎稳打”,在时间和效率上可能会比SpaceX花费的更多,因为需要用更多的时间来反复验证,然后进行试射。但如果星舰计划提上战略日程,按照中国的效率和速度,能在短期内突破关键技术难题。
综上所述,如果中国出手研制星舰,虽然有些技术依然需要突破,但这些技术问题都是能够在短期内解决的。中国向来敢于突破、善于创新,星舰如果在中国研制,其成功的几率会更大。
来源:青莲简史