馬斯克火星夢邁進一步：史上最強火箭 SpaceX 星艦升空後爆炸

• 馬斯克曾預測 “星艦” 首飛成功率 50%，暗示 “星艦” 可能在第一次軌道級試飛嘗試時爆炸。如果發射失敗，SpaceX 將很快再次嘗試，“我們正在得克薩斯州南部建造一系列 ‘星艦’，我們今年有 80% 的機會進入軌道。”
• “通過這樣的測試，成功來自於我們所學到的東西，今天的測試將幫助我們提高 ‘星艦’ 的可靠性，因為 SpaceX 尋求讓生命多行星化。” SpaceX 在推特上祝賀團隊，並表示團隊將繼續審查數據並致力於下一次飛行測試。

SpaceX“星艦” 系統順利升空。

“星艦” 升空不久後爆炸。

美國中部時間 4 月 20 日 8 時 33 分（北京時間 4 月 20 日 21 時 33 分）許，SpaceX“星艦” 系統滿載着超過 4500 公噸推進劑從得克薩斯州起飛，執行首次軌道級測試飛行任務，升空不久後爆炸。航天器未能進入軌道，但這並不是致命的失敗。儘管失去了火箭，但一直在歡呼、鼓掌的 SpaceX 員工看起來感到如釋重負，一名員工甚至向同事噴灑了一瓶香檳。

“通過這樣的測試，成功來自於我們所學到的東西，今天的測試將幫助我們提高 ‘星艦’ 的可靠性，因為 SpaceX 尋求讓生命多行星化。” SpaceX 在推特上祝賀團隊，並表示團隊將繼續審查數據並致力於下一次飛行測試。

SpaceX 創始人埃隆·馬斯克隨後發佈推文：“祝賀 SpaceX 團隊對星艦進行了激動人心的測試發射！為準備幾個月後的下一次測試學到了很多東西。”

馬斯克曾預測 “星艦” 首飛成功率 50%，暗示火箭可能在第一次軌道試飛時爆炸。這次發射避免了在發射台上爆炸的最壞情況，否則將需要進行大量維修，這也是馬斯克發射前最擔心的事。

“星艦” 系統由第一級 “超重” 火箭和第二級 “星艦” 飛船構成，未來兩者皆可重複使用。但本次發射並不打算讓 “星艦” 飛船垂直着陸或利用發射塔捕獲 “超重” 火箭助推器。按照原計劃，從得克薩斯州南部升空後，“星艦” 將進入地球軌道向東飛行，“超重” 火箭助推器會落入墨西哥灣，剩下 “星艦” 飛船獨自飛越大西洋、非洲南端和印度洋，最後在夏威夷附近的太平洋濺落。

在此之前，“星艦” 經歷了多代技術迭代，原型機一邊爆炸一邊 “出爐”，一路試錯一路更新，將馬斯克用互聯網思維造火箭的想法發揮到極致。傳統的航空航天公司會試圖提前預測和預防儘可能多的故障，但這種方法需要金錢和時間，並可能導致過度設計。相反，SpaceX 更像是一家硅谷的軟件公司，提倡 “快速失敗，但學得更快”。

象徵着太空飛行的現代化、商業化

馬斯克的火星殖民計劃是在未來幾十年送大約 100 萬人上火星，在火星上建造一座自給自足的城市。而運輸工具就是 “星艦”，他希望建造 1000 枚以上的 “星艦” 運送生命到火星。SpaceX 完全可重複使用運輸系統 “星艦” 是馬斯克火星夢的基石，馬斯克曾形容這是 “非常現代的諾亞方舟”。

“星艦” 系統被認為將是有史以來最強大的運載火箭，整體高 120 米，直徑 9 米，完全可重複使用時運載能力最高可達 150 公噸。一級 “超重” 火箭配置 33 台 “猛禽” 發動機，二級 “星艦” 飛船配置 3 台 “猛禽” 發動機和 3 台 “猛禽真空” 發動機。“猛禽” 發動機採用液氧甲烷推進劑，推力是 SpaceX 獵鷹 9 號火箭 “梅林” 發動機的兩倍。火星大氣中的甲烷令 SpaceX 有朝一日可以在火星上為 “星艦” 補充燃料。

在得克薩斯州南部博卡奇卡村附近的基地中，SpaceX 公司的第一艘軌道星際飛船放置在其巨大的超級重型助推器之上。

“星艦” 系統設計用於送宇航員和貨物到地球軌道、月球、火星和更遠的地方，它可以攜帶 100 人進行長時間星際飛行，也可以發射衞星和太空望遠鏡，幫助建立月球基地。“星艦” 飛船未來還可以在地球上實現一小時內點對點運輸，最大時速 27000 千米/時。2017 年，馬斯克在一次講話中分享了一則環球客運視頻。視頻中的 “星艦” 將乘客從紐約附近的一個海上平台發射到太空，39 分鐘後着陸在上海附近一個類似的海上平台上。

NASA 太空發射系統（SLS）火箭使用了上世紀 70 年代為航天飛機所設計的硬件，如果説 SLS 代表了政府傳統的火箭設計方法，那麼 “星艦” 則象徵着太空飛行的現代化、商業化。在前往火星的飛行途中，“星艦” 飛船可在近地軌道利用 “燃料飛船”（本質上是沒有窗户的 “星艦” 飛船）補充燃料，使得 100 噸的運輸可以一路到火星。SpaceX 還建了 146 米高的火箭發射塔，支持火箭集成、發射和捕獲 “超重” 火箭助推器。由於 “星艦” 未來將可重複使用，預計運行成本將遠低於 SLS。

土星五號（左）、太空發射系統（中）和星艦（右）對比。圖片來源：TIME

去年 2 月，在得克薩斯州博卡奇卡召開的 “星艦” 發佈會上，馬斯克説，“星艦” 飛船 6-8 小時就可以重複使用，這樣一天就可以發射 3 次，“超重” 火箭助推器發射 6 分鐘後就能返回，大約每小時就能發射一次。快速重複使用也意味着降低成本，“每次飛行可能只需幾百萬美元，甚至最少可能只要 100 萬美元。” 馬斯克説，按照太空標準來衡量，這個價格低得離譜。

私人繞月旅行和 NASA 載人登月合同收入囊中

馬斯克對於 “星艦” 的承諾吸引了一批粉絲，也收割了實際訂單。

在與亞馬遜創始人傑夫•貝佐斯旗下藍色起源的競爭中，“星艦” 贏得了 NASA 支持，已將兩份載人登月合同收入囊中。2021 年，NASA 選擇 SpaceX 作為合作伙伴開發 “星艦” 月球着陸器，合同價值 29 億美元，在 “阿爾忒彌斯 3 號” 任務中，“星艦” 將送美國宇航員登上月球，實現人類 50 多年來首次重返月球表面的計劃。去年 11 月，“阿爾忒彌斯 1 號” 任務發射之際，NASA 授予 SpaceX 第二份 “阿爾忒彌斯” 登月合同，價值約 11.5 億美元，以進一步開發 “星艦” 人類着陸系統，執行 “阿爾忒彌斯 4 號” 任務，2027 年第二次載人着陸演示。

在重返月球過程中，NASA 計劃首先用自己開發的 SLS 火箭發射宇航員前往月球，然後將宇航員轉移到 “星艦” 上，下降到月球表面。

除了政府訂單，“星艦” 也拿下了私人客户，SpaceX 曾對外宣佈了 3 趟 “星艦” 商業載人⻜行。2018 年，日本富豪前澤友作宣佈包下 “星艦” 第一次繞月飛行所有座位，希望徵集 8 名同行者。這趟繞月之旅名為 dearMoon。去年 2 月，SpaceX 和美國億萬富翁賈裏德·艾薩克曼（Jared Isaacman）決定啓動 “北極星計劃”，開展至少 3 次太空⻜行，完成首次商業太空行走，並以 “星艦” 首次載人⻜行任務告終，但這趟飛行不繞月。

此外，世界首位太空遊客、82 歲的美國企業家丹尼斯·蒂託（Dennis Tito）與其 57 歲的妻子 Akiko 已預定 “星艦” 繞月之旅，蒂托夫婦的行程將在 “北極星計劃” 首次 “星艦” 載人飛行以及 dearMoon 繞月任務之後發射。夫婦二人將搭乘 “星艦”，在為期一週的時間裏在距離月球表面 200 公里的範圍內飛行，隨後返回地球。

不過短期內，SpaceX 要讓 “星艦” 開展定期飛行，部署下一代 “星鏈” 衞星。二代 “星鏈” 衞星長 7 米，重 1.25 噸，衞星越重發射難度越大，SpaceX 寄希望於 “星艦”，“我們需要’ 星艦’ 頻繁工作和飛行，否則’ 星鏈’ 就會被困在地面。” 馬斯克説。

連續爆炸帶來的技術迭代優化

與任何一次火箭首飛一樣，火箭複雜的硬件或軟件工程中，一個小缺陷就容易讓發射出現問題。3 月 7 日，馬斯克在接受採訪時表示，“星艦” 軌道級首飛的成功幾率為 50%，“我並不是説它會進入軌道，但我保證會很刺激。” 他補充道，“不會無聊。”

他也暗示 “星艦” 可能在第一次軌道級試飛嘗試時爆炸。馬斯克的擔憂之一是爆炸會摧毀發射台，“如果我們把發射台熔化了，重建可能需要幾個月的時間。” 他把火箭助推器比作 “一盒手榴彈”，“那是非常大的手榴彈。” 如果發射失敗，馬斯克説 SpaceX 將很快再次嘗試，“我們正在得克薩斯州南部建造一系列 ‘星艦’，我們今年有 80% 的機會進入軌道。”

馬斯克暗示的爆炸並非沒有先例。軌道級試飛前，“星艦” 經歷了多代技術迭代。

2019 年 11 月，在得克薩斯州進行的低温壓力測試中，“星艦” 原型機 MK1 發生爆裂，噴發出大量白色煙霧，一些固體硬件四處飛射。2020 年 2 月，“星艦” 第二艘原型機 SN1 也在低温貯箱試驗中被摧毀。巨大的壓力將 SN1 截斷，變形的不鏽鋼 “筒倉” 向上彈射以後砸地。不過，“星艦” 測試原型 SN2 一個多星期後通過了低温壓力測試和發動機推力載荷測試。但通過試驗的 SN2 只是個小尺寸原型機，也並非為了飛行。到了 2020 年 4 月，“星艦” 原型機 SN3 在博卡奇卡的測試基地進行低温貯箱試驗。在加註低温推進劑後，SN3 先是出現褶皺，然後自行垮塌。

一系列 “星艦” 原型機一邊爆炸，一邊繼續 “橫空出世”。SN4 是首個通過低温測試並執行靜態點火的全尺寸原型機，但在第五次靜態點火中發動機關閉不久後爆炸了。2020 年 8 月，“星艦” 原型機 SN5 在博卡奇卡測試基地完成 150 米跳躍，試飛時間持續約 1 分鐘。這年 9 月，“星艦” 原型機 SN6 再次成功試飛 150 米。

當地時間 2021 年 2 月 2 日，美國得克薩斯州，SpaceX 成功發射了 “星艦” 原型 SN9，但在返回着陸時再次猛烈撞擊着陸場發生爆炸。

兩年前，SpaceX 開始執行一系列高空試飛，但大多遭遇失敗。“星艦” 原型 SN8、SN9、SN10 和 SN11 分別在 2020 年 12 月、2021 年 2 月、2021 年 3 月初和 2021 年 3 月末開展高空測試飛行，都沒有逃過爆炸的命運。其中，SN8 和 SN9 都在着陸時爆炸，SN10 升空後安全着陸，但在着陸 8 分鐘後爆炸。SN11 着陸時碎片散落在測試場地周圍，馬斯克當時承認火箭被毀。

2021 年 5 月，“星艦” 原型第五次高空試飛，SN15 從博卡奇卡基地起飛，飛到大約 10 公里的高度後下降，切斷髮動機向地面俯衝，然後重新點火，及時豎直翻轉，起飛約 6 分鐘後軟着陸在着陸台上。馬斯克隨即在社交媒體上公佈，“ ‘星艦’ 順利着陸！” 那次着陸後，SN15 底部有些火焰，不過遙控滅火系統幾分鐘內將它撲滅了。

自那之後，“星艦” 再也沒有飛行過。今年 2 月，SpaceX 在博卡奇卡完成 “星艦” 發動機靜態點火測試，一級助推器 33 台發動機中的 31 台同時點火。馬斯克表示，這些發動機仍然足夠到達軌道。

本文作者張靜，來自澎湃新聞，原文標題：《馬斯克火星夢邁進一步：史上最強火箭 SpaceX 星艦升空後爆炸》