马斯克的宇宙飞船突然爆炸!人类到火星究竟有多难?

原标题:全球网友围观,一声巨响和大火,马斯克的宇宙飞船突然爆炸!人类到火星究竟有多难?

辑/夏志坚 杜恒峰

在发射倒计时阶段被紧急暂停两次之后,北京时间周四凌晨5:45,太空探索公司SpaceX终于在德州南部的测试中成功发射大型星际飞船SN8。

飞船成功升空了约13千米,但在下降过程的最后阶段由于燃料系统出现问题,发生坠毁,“成为一团大火球”,所幸飞船没有载人。

这是SpaceX星舰飞船第一次执行高空飞行测试任务,尽管没有实现平稳落地,不过马斯克称“我们得到了我们需要的所有数据”。

根据SpaceX的计划,在飞船最终成型之前,大约要有20台原型机进行测试,全部迭代要在3年内完成,目前在建造的还有SN9、SN10、SN11。

尽管马斯克对SpaceX在2026年载人着陆火星依然“高度自信”,不过CNN称,SpaceX在造出一台能用的星舰飞船之前还有很长的路要走

坠毁在预料之中

SN8是星舰(Starship)的早期开发模型。“SN8”中,“SN”代表 serial number,意为序列号;数字 8 则是指 Starship 系列的第八艘原型机。

据CNN报道,按照马斯克的设想,高50米的星舰,未来将被用于运输大量的卫星进入地球轨道,让人们以极高的速度在城市间通行,以及最终帮助人类在火星上建立基地。马斯克希望有一天这项技术能够把第一批人类送往火星。

此次飞行测试创造了星舰飞船原型机到目前为止的最高飞行纪录,而坠毁燃烧的结果也在预料之中。马斯克在飞船发射前就曾试图降低公众的期望,在一条推特中,他预计“SN8”飞船,有1/3的机会能够安全返回地面。

SN8按计划返回了目标着陆点,不过按照马斯克的说法,火箭燃料系统的一个问题造成了这次坠落。着陆点位于德克萨斯州滨海城镇Boca Chica附近,SN8坠毁之后,着陆点被绿色和黄色火焰所吞没。

据CNN,SpaceX和马斯克对于新的宇宙航行技术早期开发阶段出现问题,持乐观态度。这家公司的精神是快速行动和从错误中学习,而不是像NASA一样,在把火箭推上发射台前,会先通过研究和地面测试慢慢推进

SN8坠毁之后,马斯克在社交媒体上表示,飞船“在着陆过程中,燃料箱压力过低,造成了下落速度过快和意外解体,不过我们得到了我们需要的所有数据!祝贺SpaceX团队!”

在此次发射之前,SN8曾有过两次试飞尝试,不过都在倒计时阶段的时候被紧急暂停,这在火箭发射中并不常见。这可能是因为电脑或者飞行控制员发现火箭的健康状况存在异常,于是停止了点火,不过目前并不清楚具体原因。

2026年飞向火星?

据澎湃新闻报道,马斯克12月份表示,他依然对SpaceX到2026年载人着陆火星“高度自信”,这一目标“从现在起大约6年”可实现,“如果我们运气好,可能4年。”载人登陆火星的关键环节,正是“星舰”的生产进度。

SpaceX仍在生产更多原型机,目前已建造了10艘“星舰”原型,SpaceX表示SN9几乎准备好转移到发射台。

CNN称,SpaceX在造出一台能用的星舰飞船之前还有很长的路要走。截至目前,SpaceX打造的几款原型机都是用来测试在压力之下,飞船的钢结构表现,以及进行亚轨道的“跳跃测试(hop tests)”——即测试火箭巨大的引擎如何能控制飞船在飞行之后柔和精准地着陆。

马斯克曾表示,软着陆对于回收和重复使用飞船是必要的,包括未来在月球和火星上进行可控着陆。

星际移民太过困难

据雷锋网,2017年9月,马斯克提出了星舰的概念,计划将其打造为下一代发射载具。SpaceX给出的星舰定义是:一个包含着星际飞船和超重型火箭两部分、完全可重复使用的运输系统,可将宇航员和货物运送到地球轨道、月球、火星甚至更远的地方。

星舰有效载荷100吨,可载100多人进行长途星际旅行。用SpaceX的话说就是,未来星舰是世界范围内最强大的运载系统。

搭载着飞船实现人类星际移民梦的,正是重型猎鹰运载火箭(Falcon Heavy)。

作为全球现役运载能力最强的火箭,Falcon Heavy:

近地轨道(LEO)运载能力:63.8吨

地球同步轨道(GTO)运载能力:26.7吨

火星轨道运载能力:16.8吨

冥王星运载能力:3.5吨

不过,上世纪70年代 NASA 所打造的土星5号运载火箭(最后一次发射是在 1973 年)依旧保持着最大的运载能力记录(近地轨道运载能力 140 吨),让 Falcon Heavy 真正称霸火箭家族的是其经济性——两个侧助推器都会返回发射地,主助推器降落在海面,回收所需费用大大降低。

要将人类送进宇宙空间,飞船更是关键。

2019年1月,马斯克宣布,考虑到成本、强度、生产难易程度等因素,飞船不再由碳纤维制造,而是用不锈钢代替。虽然后者价格是前者的70倍,但不锈钢不仅能抵抗复合材料在外层空间低温环境下可能发生的破裂,其熔点也足够高,可以防止在重返大气层时因高温受损,这是保证飞船回收利用的一个重要部分。

在马斯克的设想中,星舰是一种完全可重复使用的设计,类似于一架商用飞机。为更好地实现目标,SpaceXBoca Chica建设了星舰基地

作为SpaceX唯一自营的发射场,Boca Chica基地靠近墨西哥边境,人烟稀少,不仅是德州最南端,也是仅次于佛罗里达半岛的美国本土最南端,靠近赤道的地理位置意味着在此地发射火箭更能节省燃料。

自2019年星舰项目正式启动开发以来,Boca Chica基地越来越像是SpaceX一窥太空模样的秘密地点。

当地时间2020年6月6日,刚刚携团队创造了“龙飞船”载人航天历史的马斯克向 SpaceX 员工发布内部信表示:

Starship is the top SpaceX priority.(接下来要把精力放在星舰项目上。)

在公开信中,他提到要继续建设Boca Chica基地,甚至希望员工都可以搬到当地助力研发。

虽说一切努力都是为了星际移民,但打造“地表最强运载器”实属不易。

2019年8月,Starhopper 原型机(仅属于 Starship 飞船的一部分)成功完成了150米低空测试。

但随后,SpaceX迎来了一盆盆原型机泼来的冷水:

2019年11月,第一代全尺寸原型机MK1压力测试失败,因此MK2和MK4原型机未经测试直接退役。

2020年2月,新一代原型机SN1原型机压力测试失败,因此SN2原型机只进行了部分元件的测试。

2020年4月,SN3原型机低温试验失败。

2020年5月,SN4原型机于测试中爆炸,几乎没有留下任何完整的硬件,测试地也遭到破坏。

难得的是,北京时间 2020年8月5日7时57分,SN5终于顺利完成150米悬停测试,而当时SN8也已曝光。

后来的9月23日,在经历了四次失败后,SN7.1爆炸——不过这是一次特意爆炸试验,目的是了解、研究304L不锈钢燃料箱所能承受的压力极限,同时也为SN8试飞做准备。

当然,SN8并非入轨版本。根据SpaceX的计划,在飞船最终成型之前,大约要有20台原型机进行测试,全部迭代要在3年内完成,目前在建造的还有SN9、SN10、SN11。

11月25日马斯克甚至还在推特透露,SN15将有重大升级。

尽管原型机的迭代飞速,但无论如何,星际移民终究是困难重重。

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