文｜經(jīng)緯創(chuàng)投
3月14日，北京時間21點25分，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX公司）進(jìn)行第三次“星艦”（Starship）重型運(yùn)載火箭的無人飛行測試。
發(fā)射升空，33臺發(fā)動機(jī)均正常發(fā)動。發(fā)射2分40秒后，隨著星艦按照預(yù)定計劃成功進(jìn)行熱分離，成果已超越第二次。不過，大約3分鐘后，星艦成功完成了一二級分離，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，星艦開始進(jìn)行艙門打開；發(fā)射約28分鐘后，艙門完成關(guān)閉，星艦完成艙門開關(guān)測試；發(fā)射47分鐘后，星艦執(zhí)行二次點火演示，猛禽發(fā)動機(jī)點火順利成功；不過，在SpaceX在星艦重返大氣層過程中失去了星艦，任務(wù)提前結(jié)束。雖然，最后結(jié)果沒有看到星艦著陸的畫面，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)射不是在實驗室或測試臺上發(fā)生的，但這絕對是一個測試，“我們今天所做的將為星艦的快速開發(fā)提供寶貴數(shù)據(jù)?！?/p>
從Falcon、Dragon、Starlink到Starship，馬斯克的“快速螺旋開發(fā)”哲學(xué)得到了一次又一次驗證。
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？星艦本次試飛后，下一步的試驗飛行將會有哪些新目標(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，由于未能與第一級助推器分離，開始翻滾并在升空后四分鐘內(nèi)引爆了火箭。
圖片來源：PATRICK T. FALLON/AFP via Getty Images
之后，SpaceX公司公布了失敗的原因，稱“星艦”發(fā)射后，其中一級有多臺發(fā)動機(jī)工作不正常，出現(xiàn)故障，損失高度并開始旋轉(zhuǎn)，向飛船下達(dá)了終止飛行的指令。SpaceX稱，“星艦”設(shè)置了出現(xiàn)意外情況時自毀的機(jī)制，以防止火箭自由墜落并威脅地面人類的安全。
首飛失敗后，SpaceX對“星艦”進(jìn)行了1000多次修改，最主要的變化是級間熱分離方式，即“星艦”的二級飛船在還未與一級超重助推器分離時點燃發(fā)動機(jī)。馬斯克稱，“熱分離具有載荷入軌優(yōu)勢，保守地說，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，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。
圖片來源：Space X
在第二次試飛之后，美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）確定了SpaceX在下一次飛行前要采取的17項糾正措施：星際飛船10項，超重型助推器7項。
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。
前兩次計劃的試飛過程為：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，整個過程計劃持續(xù)90分鐘。
第三次試飛，則計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)動機(jī)點火。同時，這也能夠最大程度確保公共安全?！?/p>
IFT-3 飛行圖解 來源：全球航天事件
此外，為對未來星鏈衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)行技術(shù)和安全驗證，此次試飛的目標(biāo)是測試星艦的性能極限，增設(shè)了許多復(fù)雜任務(wù)：
兩級火箭的上升段燃燒
打開并關(guān)閉星艦有效載荷艙門
上級助推器滑行階段進(jìn)行推進(jìn)劑轉(zhuǎn)移演示
太空中重新點燃猛禽發(fā)動機(jī)
控制星艦再入大氣層
……
一系列復(fù)雜操作的終極目標(biāo)是讓星艦實現(xiàn)完全、快速地可重復(fù)使用，以更好完成各類太空任務(wù)。
此次試飛，并不會對兩枚星艦之間轉(zhuǎn)移推進(jìn)劑進(jìn)行試驗，而是在星艦第二級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)實驗進(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)射時間。
如FAA所言：“SpaceX 符合所有安全、環(huán)境、政策和財務(wù)責(zé)任等要求?！?/p>
圖片來源：Space X
對于這次發(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%?，F(xiàn)在的火箭要比第一、第二次試飛時好多了。
需要說明的是，星艦在試飛過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1.75萬英里/小時。在去年11月的第二次試飛中，星艦在自毀前最終達(dá)到過1.5萬英里/小時的峰值速度。馬斯克曾預(yù)測那次試驗成功概率只有50%。
根據(jù)官方公布的時間表，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，是人類建造的最龐大、同時最強(qiáng)大的火箭。星艦由兩級可重復(fù)使用的部分組成。其一，是配備33臺猛禽發(fā)動機(jī)、被稱為超重型（Super Heavy）的第一級火箭助推器；其二，是被稱為星艦（Starship）的50米高飛船。
Starship 和 Super Heavy 被設(shè)計為完全可重復(fù)使用。目前來看，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，它將是馬斯克實現(xiàn)人類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200萬美元，即2萬美元/人。
2、深藏不露的Space X用數(shù)據(jù)和行動說話
2016年-2023年，SpaceX在失敗中穩(wěn)步崛起：
馬斯克的星艦計劃，始于2016年，他用8年時間，經(jīng)歷兩次爆炸，把星艦送上太空。
然而，SpaceX見證過的“煙花”，卻遠(yuǎn)不止這兩次。
2016年，Spacex首次公開了星艦前身——火星殖民運(yùn)輸器（Mars Colonial Transporter，MCT）。
2017年，Spacex再次修改了項目名稱，命名為BFR（Big Falcon Rocket），并修改了飛船的設(shè)計，增強(qiáng)實用性和經(jīng)濟(jì)性。
2018年，“星艦”早期技術(shù)驗證試驗在博卡奇卡試驗場啟動， 采用“星跳者”（Starhopper）樣機(jī)和 Mk1樣機(jī)進(jìn)行測試。
“星跳者”是配備單臺“猛禽”發(fā)動機(jī)的首個樣機(jī)，用以測試著陸技術(shù)和低空/低速的相關(guān)控制算法。 “星跳者”完成了貯箱測試、濕彩排、燃燒前測試以及熱試車等，在試驗中，達(dá)到1m高度。
2019年8月，“星跳者”實現(xiàn)飛行高度150m的突破，在距發(fā)射臺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、測試飛行及再入能力測試。
2019 年，Mk1 在試驗中以爆炸告終。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試后，完成了對SN1的組裝。但由于貯箱的推力結(jié)構(gòu)設(shè)計影響， SN1在2 月的低溫增壓試驗中，以損毀告終。
隨后，SN5、SN6樣機(jī)先后進(jìn)行過150m高度的試飛。
經(jīng)過了對“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證后， Space X又對SN8至SN11樣機(jī)進(jìn)行了10km的高空測試。
SN8、SN9兩次測試中，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程“重復(fù)使用”實驗。SN15也成為了首次實現(xiàn)100%軟著陸的全尺寸“星艦”。
同期，多個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試。BN1進(jìn)行壓力測試；BN2進(jìn)行發(fā)動機(jī)測試；BN2.1進(jìn)行低壓測試；BN3進(jìn)行首次軌道試飛……
試飛與實驗重復(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)來看，SpaceX堪稱“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了。以獵鷹9號火箭為例，其成本大約為5000萬美元，較競品而言降低了30-50%。
也不怪有網(wǎng)友說：「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。
在實時直播中，超170萬網(wǎng)友在線觀看這次發(fā)射任務(wù)。SpaceX面對此次第301次發(fā)射及第12次載人飛行任務(wù)，已然輕車熟路。僅不到2天的時間，即可到達(dá)國際空間站。對于本次成功發(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也并不簡單。簡單而言，其商業(yè)模式是通過與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。報名不設(shè)門檻，前提是每個席位售價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，星艦是把人類送上火星的理想載具。SpaceX的創(chuàng)立核心目標(biāo)，也不過如此。NASA正是看中了星艦的突破性，砸下數(shù)十億美元購買星艦飛船末級的變體，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)射成本會大幅度降低。
據(jù)悉，自2009年SpaceX開始發(fā)射可重復(fù)使用的“獵鷹9號”以來，成本已從10000美元/千克降至約1520美元/千克，實現(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，國際航天的報價約為：
貨運(yùn)1 萬美元/千克、客運(yùn)8000 萬美元/人
如果成功，馬斯克的價格則是：
貨運(yùn)10 美元/千克，客運(yùn) 1 萬美元/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”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，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)表獲獎感言：“我已經(jīng)在火星駕駛我的Cybertruck！”
來源：X
能夠滿足載人載物、低成本、高運(yùn)力、強(qiáng)適用的星艦，足以在航天領(lǐng)域開拓一片新天地。
“星艦”的成功，也將帶動“星鏈”的發(fā)射，帶動SpaceX乃至航天領(lǐng)域的聯(lián)動性發(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，也不曾離開過SpaceX。
“火箭之父”齊奧爾科夫斯基曾說：「地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠(yuǎn)被束縛在搖籃里?！固章眯锌赡芟喈?dāng)復(fù)雜，但對于人類而言，每次嘗試，都是里程碑。
似乎馬斯克的強(qiáng)者心態(tài)讓太空之夢變得更加了不起。如同他在《埃隆·馬斯克傳》中自述：“問題迎面而來，告訴自己，這是我主動選擇的，我知道自己缺乏什么歷練，所以給自己做了這個安排，我不會逃避，我可以解決?！?/p>
一步步走向強(qiáng)大的，是人類文明；一次次經(jīng)受歷煉的，是科學(xué)歷程。在人類的冒險游戲中，比拼的從來不止速度，更是馬拉松式的勇氣和毅力。對于航天的期盼，我們相信，終將創(chuàng)造出屬于成功與歡呼的時刻。 歷史，會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
3.今晚 8 點 SpaceX 星艦第 3 次集成飛行試驗（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