摘要:不过,SpaceX 今天还是得到了命运女神的眷顾,在接连「四连炸」后,星舰第十次试飞终于不负众望——成功发射,完成既定关键任务。
蹲守星舰直播,注定心跳加速。
要么见证历史。
要么见证马斯克放烟花。
不过,SpaceX 今天还是得到了命运女神的眷顾,在接连「四连炸」后,星舰第十次试飞终于不负众望——成功发射,完成既定关键任务。
质疑马斯克「画饼能力」的声音,至少在今天得暂时安静了。
一场「故意找茬」的极限试飞
本次发射的「星舰」长约 120 米,直径约 9 米,由两部分组成,一个长约 70 米的超重型(Super Heavy)助推器,以及一个称为「星舰」的上级飞船。
两部分均由不锈钢制成,目标是实现快速、完全重复使用。
这一次,超重型助推器将不会回到发射场进行「夹筷子」的操作,而是前往墨西哥湾外海进行受控溅落。与此同时,星舰上级飞船则会继续飞行,最终在印度洋受控溅落。
话不多说,让我们来详细回顾整个飞行过程。
星舰顺利点火升空,搭载的 33 台猛禽发动机运行状态良好,顺利通过了最大动压阶段这一关键节点。
马斯克站在星舰底下,图片来自马斯克社交平台
(APPSO 注释:最大动压阶段(Max-Q,Maximum Dynamic Pressure)是航天器或火箭从地面起飞穿过大气层时,因速度不断增大而空气密度逐渐降低,两者共同作用下出现的一个「动压峰值」时刻。)
此次助推器的主要测试目标集中在着陆点火。
具体来说,当星舰(上级飞船)和助推器分离后,助推器要回到地球并尝试「着陆」。第一步,它需要把自己翻转过来(控制翻转),让发动机面向正确方向,才能点火减速。
热分离
翻转后,助推器会点燃发动机,进行一次反向推力(点火回推)。这相当于踩刹车,让助推器逐渐脱离原本的上升轨迹,转而走向预定的下降轨迹。
这个动作在第 9 次飞行中演示过,其优势在于需要预留的推进剂更少,从而可以在上升阶段使用更多燃料,将更大的有效载荷送入轨道。
更难的部分在最后的着陆阶段。
按照原有设计,最终着陆需要依靠三台中央发动机同时点火,但这次测试中将故意关闭其中一台。这种设计更像一次「爆胎测试」:要看高速行驶中的车,是否还能稳稳刹停。最终,它将用仅剩的两台发动机在海面上方短暂悬停,然后关闭发动机并坠入墨西哥湾。
从今日的测试结果来看,助推器的整体表现堪称完美。相较于助推器,星舰上级飞船承担的任务同样复杂多样。
进入二级飞行阶段后,星舰持续上升,并首次成功释放 8 颗星链模拟卫星,整个部署过程大约每分钟释放一颗,有序完成全部部署。
打开舱门,释放星链模拟器
这些星链模拟器的规格与下一代星链卫星基本相当,可以简单理解为 V2 Plus 版本,本质上是为未来正式发射 V3 卫星进行的重要彩排。
未来每次由 Starship 搭载发射的 V3 卫星,预计能为星链网络增加 60 Tbps 的容量,是目前猎鹰 9 号单次发射所增加容量的 20 倍。
除了卫星部署,本次飞行任务还承担着另一项重要测试——在太空环境下重新点燃一台猛禽发动机,划重点,这对未来的轨道机动至关重要,最终也是顺利成行。
但仅仅验证正常功能还不够,SpaceX 研究团队还要主动「找茬」。
为了测试极限性能,他们先把一部分隔热瓦直接拆掉,让裸露的机体去硬扛大气层的高温冲击,好观察弱点在哪里。与此同时,还装上了几种不同材料的金属隔热瓦,其中甚至有带主动冷却功能的版本,看哪一种方案更可靠。
另外,为了解决第六次试飞出现的「高温热点」问题,他们把隔热瓦的边缘打磨得更锋利,让气流更顺畅地滑过,不至于在某些位置积热。
从直播画面来看,隔热整体表现良好,襟翼也在高强度环境下保持了控制,虽然出现了局部烧蚀与表皮翘起,但飞船结构及压力系统依然稳定。
按照预定计划,最终连飞行轨迹都需要经过特殊设计:它会在再入时正面迎上最猛烈的气动压强,特意把尾翼推到极限,看结构能不能撑住。这是一场近乎「自虐」的测试。因为真正的飞往火星,不容许任何软肋。
最后,星舰成功完成翻转机动,按计划执行着陆程序,圆满地在印度洋实现受控溅落。
星舰,人类生存的 B 计划
延期,对星舰来说几乎成了家常便饭。
8 月 25 日凌晨,由于地面系统的液氧出现了泄漏,发射窗口在最后关头被迫关闭。问题解决后,第二天再次加注燃料,眼看箭在弦上,但奈何征服星辰大海的路上,天气才是真正的甲方。
一朵砧状云层悬在发射场上空,迟迟不肯散去。
砧状云层并不是善茬,由于内部蕴含着强烈的电荷,随时可能引发闪电。对于装满液氧和甲烷的星舰来说,任何电击都可能让它在离开发射架之前就化为火球。SpaceX 只能再次按下暂停键。
谨慎并非小题大做,今年进行的第 7、8、9 次飞行接连遭遇重大故障。
比如第 9 次飞行在虽然成功进入了太空,但因为燃料箱增压系统的扩散器故障,甲烷泄漏导致飞船在太空中失控翻滚,最终在重返印度洋上空时烧毁。
而原本计划用于第 10 次飞行的 36 号星舰在今年 6 月的一次地面测试中发生爆炸。虽然没有人员伤亡,但飞船被完全摧毁,SpaceX 的独立测试场也遭受严重损坏。
紧急启用 37 号备份星舰虽然解了燃眉之急,但 COPV 的不可预测性给载人飞行蒙上阴影。这个看似简单的压力罐承担着推进剂增压的重任,一旦失效就是灾难。
昨天,亲自督战的马斯克也出现在了官方直播间,与主持人和星舰工程副总裁 Bill Riley 进行了长达 30 分钟的对话,并再次重申了他的宏大愿景:
「从一开始,星舰就和猎鹰或其他火箭不同——我们设计它是为了大规模量产。不是造一艘星舰、飞一次轨道就够了,而是要持续、快速地做到这一点。我们最终目标是每年建造数千艘星舰,这是为了在火星上建立一个自给自足的城市所必需的。」
火星移民是个筐,什么技术都能往里装。移民、能源、机器人,这个筐越大,人类的想象力就越大。而马斯克的潜台词是,星舰就是人类的 B 计划,让文明永续,不管在哪个星球。
听着像天方夜谭,但马斯克还真给出了具体的时间表。
今年 3 月,马斯克表示,首批星舰将于 2026 年年底搭载特斯拉人形机器人「擎天柱」登陆火星,如果登陆顺利,则载人火星任务「最早可能于 2029 年实施,不过 2031 年的可能性更大」。
但到了 5 月,口风变得更谨慎「如果运气好,我们会尝试抓住这个机会,」他说,「但我觉得成功率大概只有一半一半。」
「快速迭代」这四个字,本来就是商业航天的口头禅。问题是大部分人只是嘴上说说,真到了关键时刻,还是选择稳一手。这些理念在传统航天巨头那里,基本属于听听就好的状态。而 SpaceX 奉行的是一种特立独行的开发理念——「先试后改」。
于是乎,星舰的试飞史,就是一部「花式死法大全」——每种死法都价值亿万。虽说失败是常态,但每次失败都为下一次积累经验。正是这种「野路子」,让 SpaceX 保持了全球最快的迭代节奏,也让星舰距离火星更近。
不过,这种工程路线上的莽也有代价。
随着星舰越来越接近火星载人飞行的任务,容错率会急剧降低。美国 NASA 对载人航天的安全标准极其严苛,任何系统都需要经过反复验证。而从目前的情况来看,星舰要达到载人标准还有很长的路要走。
除了火星梦,马斯克还在不断兜售地球快递服务——利用星舰进行地球点对点运输。
「你可以在 40 分钟内到达地球上任何地方。从洛杉矶到悉尼不到半小时,从纽约到新加坡半小时,横跨大西洋只要 10 分钟。轨道火箭是已知最快的交通工具,速度是商用飞机的 30 倍,而且视野绝佳。」
但连续两天的跳票也提醒我们,无论愿景多么宏大,现实的技术挑战依然严峻。不过,这或许正是航天事业的魅力所在——它永远在推动人类挑战物理定律的极限,也永远充满了不确定性。
来源:爱范儿一点号