原標(biāo)題:“星艦”試飛是成是???馬斯克“殖民火星”計(jì)劃為何讓人瘋狂,?
北京時(shí)間4月20日晚間,,人類再一次共同仰望天空,,注視著SpaceX公司的Starship“星艦”試飛,,這枚人類迄今為止最強(qiáng)大的火箭升空了,,但沒能進(jìn)入軌道,,在掙扎翻滾后爆炸了,。許多人覺得遺憾,,但Starship發(fā)布的推文卻讓人忍俊不禁,他們把爆炸事件形容為“快速的計(jì)劃外拆卸”,,他們甚至開了香檳慶祝,。這次發(fā)射意味著什么,收獲了什么,又損失了什么,?
01
當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月20日晚,,由美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)研發(fā)的最新一代運(yùn)載火箭系統(tǒng)“星艦”,在推遲48小時(shí)后再次發(fā)射,,但在發(fā)射僅3分鐘后,,“超重型推進(jìn)器”部分似乎未能分離,在高空發(fā)生爆炸,。
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“新聞報(bào)道稱,,馬斯克的SpaceX公司并沒有把這次行動(dòng)認(rèn)為是爆炸,而是說火箭進(jìn)入了快速的計(jì)劃外拆卸,,無論如何發(fā)射都是失敗的,。但是火箭在80秒的時(shí)候經(jīng)過了最大的動(dòng)壓值,也就是火箭的結(jié)構(gòu)經(jīng)受住了考驗(yàn),,所以說實(shí)驗(yàn)取得了部分的成果?!?/p>
據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道稱,,火箭助推器的33個(gè)引擎中有部分沒有點(diǎn)燃,還有部分已熄火,。SpaceX公開表示,,由于“星艦”飛船發(fā)生了非計(jì)劃內(nèi)的解體,“星艦”發(fā)射任務(wù)失敗,。團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)審查數(shù)據(jù)并為下一次飛行測試努力,。
中國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩:
“應(yīng)該改進(jìn)的地方非常多,尤其是這種方案到底可不可行,。一開始火箭發(fā)射升空的時(shí)候,,就發(fā)現(xiàn)了問題,就有幾臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)沒有工作,,這就造成了它的推力大大減少,,速度大大減緩。3分鐘的時(shí)候,,這個(gè)‘星艦’系統(tǒng)就失控了,,于是它就啟動(dòng)了自毀系統(tǒng),防止整個(gè)‘星艦’掉下來,,對(duì)地面造成大的傷害,。”
作為人類首款可完全重復(fù)使用的天地往返運(yùn)載器,,此次發(fā)射SpaceX公司主要目的是為了驗(yàn)證飛船能否與火箭按計(jì)劃分離,,以及飛船能否達(dá)到軌道速度,并最后返回地球,同時(shí)獲取一些關(guān)鍵數(shù)據(jù),。雖然火箭升空后發(fā)生爆炸,,但SpaceX的工作人員依然集體振臂歡呼,因?yàn)檫@次發(fā)射已經(jīng)達(dá)到了“火箭升空,,不損傷發(fā)射臺(tái)”的最低目標(biāo),。馬斯克也第一時(shí)間也恭喜SpaceX團(tuán)隊(duì)!
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“這次把兩者合體,,直接進(jìn)行入軌的飛行實(shí)驗(yàn),,應(yīng)該說步伐還是蠻快的。從工程上來講是一次實(shí)驗(yàn),,而且是一次關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn),。很有可能它的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是入軌飛行,只要實(shí)現(xiàn)入軌,,在完成一部分軌道飛行之后就抓緊回收,,可能目的就是讓這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚩焖俚亟Y(jié)束,來取得一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),?!?/p>
由于“星艦”的設(shè)計(jì)過于激進(jìn),2023年2月10日,,一級(jí)重型推進(jìn)器進(jìn)行了一次多發(fā)點(diǎn)火測試,,就發(fā)生了33臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中1臺(tái)因故未能啟動(dòng),1臺(tái)點(diǎn)火中途中止的情況,。在此次發(fā)射之前,,馬斯克在推特上被問及此次試飛能否成功時(shí),馬斯克回復(fù)說50%的概率,。
美國SpaceX太空公司創(chuàng)始人馬斯克:
“我想把期望值定低一點(diǎn),,如果在出現(xiàn)問題之前,我們能將‘星艦’推到離發(fā)射臺(tái)足夠遠(yuǎn)的距離,,那我覺得這已經(jīng)算成功了,。”
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“這次實(shí)驗(yàn)馬斯克自己也表示過,,‘星艦’的在制品,,不僅僅只有立在發(fā)射臺(tái)上的這一艏,馬斯克團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為下次發(fā)射準(zhǔn)備了更多的實(shí)驗(yàn)艦,。雖然這一次是50%的成功率,,但是大概率在今年年底,他的‘星艦’入軌成功率會(huì)達(dá)到80%,?!?/p>
“星艦”是SpaceX公司正在研發(fā)的一款重型運(yùn)載火箭,,采用可重復(fù)使用設(shè)計(jì),該火箭總高度約120米,,由底部70米高,、配備了33臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)的“超重型推進(jìn)器”和頂部50米高的飛船船艙"星艦"組成,這個(gè)首次發(fā)射成本約30億美元的“巨無霸”被美國媒體認(rèn)為是人類史上運(yùn)載能力最大的火箭,。
中國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩:
“最強(qiáng)火箭指的是它的推力最大,,以及運(yùn)載能力最大,起飛時(shí)候推力能達(dá)到7000多噸,,可以把150噸的有效載荷送到近地軌道,,如果不回收的話,可以達(dá)到250噸到300多噸,,這樣它就比土星5號(hào)以及新研制的航天發(fā)射系統(tǒng)都要大兩倍左右,。”
“星艦”官方全稱為“星艦深空火箭系統(tǒng)”,,由一級(jí)助推器“超重推進(jìn)器”和上面級(jí)“星艦”組成,。“星艦”從設(shè)計(jì)之初,,就引入了許多全新概念,。
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“其實(shí)‘星艦’并沒有超出傳統(tǒng)火箭的范疇,只不過在火箭的設(shè)計(jì)概念上進(jìn)行了革新,。比如‘星艦’的動(dòng)力使用的是液氧和甲烷,所以馬斯克的燃料選擇應(yīng)該說是有其更深遠(yuǎn)的構(gòu)想,。最新的理念是可回收的概念,,重復(fù)使用?!桥灐闹贫魏蜕厦婕?jí),,都可以整體回收,并且再次使用,?!?/p>
航空航天科普視頻創(chuàng)作者梁毅辰:
“馬斯克選用甲烷發(fā)動(dòng)機(jī),和他想去火星有關(guān)系,,因?yàn)榛鹦巧蠜]有石油,,所以造不出煤油,但是它有二氧化碳可以制造甲烷,,所以也是基于這個(gè)原因,,SpaceX公司非常看重液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī),,他認(rèn)為未來的星際航行就得靠液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī),。”
02
為了研發(fā)“星艦”運(yùn)輸系統(tǒng),2002年6月馬斯克成立了美國太空探索技術(shù)公司,,首次公布了他們載人登陸火星將使用的大獵鷹火箭系統(tǒng),,公布后的兩年中,SpaceX又兩易其稿,,更是在2019年初,,再次推翻了火箭系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,將貯箱材料從高強(qiáng)度低重量的碳纖維復(fù)合材料變成生活中普通得不能再普通的301不銹鋼,,上至NASA下至同行,,幾乎所有航天企業(yè)和機(jī)構(gòu)都根本無法相信。
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“馬斯克的確是足夠執(zhí)著,,他利用個(gè)人資源和他的企業(yè)所能匯集的資源,,從一個(gè)火箭的小小的發(fā)動(dòng)機(jī)開始,從更換部分材料開始改變,,使用不銹鋼來作為火箭艦體的材料,,過去聽起來都有點(diǎn)聳人聽聞,他把這些一點(diǎn)一點(diǎn)變成了現(xiàn)實(shí),?!?/p>
前SpaceX高管 Lewis Hong:
“第一件事就是要讓火箭變得更便宜,如果用一次火箭就丟掉,,那火箭的成本永遠(yuǎn)下不來,,所以為什么回收火箭是SpaceX最重要的工作?!?/p>
伴隨著火箭材料更迭的同時(shí),,“星艦”的垂直回收技術(shù)也日趨成熟化和實(shí)用化,大獵鷹火箭系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,,也進(jìn)一步引入了軟件開發(fā)的快速迭代思想,,從一次次失敗中快速找到技術(shù)漏洞,優(yōu)化到下一代的版本中,,逐漸逼近最終的實(shí)用化運(yùn)載火箭,,而這一過程,也讓SpaceX公司幾度瀕臨破產(chǎn),。
前SpaceX高管 Lewis Hong:
“成立SpaceX他基本上采取的是一個(gè)open(開放)的態(tài)度,,他跟所有的員工說成立這家公司,預(yù)算只夠讓我們發(fā)射三次,,如果我們?nèi)味紱]有成功的話,,公司就會(huì)倒閉,就是這么簡單,。馬斯克常常跟員工講,,他會(huì)把他人生的最后一毛錢,,都投在他這兩家公司里面,他成立SpaceX就是要去火星,?!?/p>
作為一種全新概念的航天器,“星艦”的上面級(jí),,具有鼻錐和著陸鰭的星際飛船吸引了眾多的關(guān)注,,星際飛船集成了6臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),長約49米,,類似于科幻黃金時(shí)代的火箭飛船,。而這一概念卻來自于馬斯克小時(shí)候讀過的一本漫畫書。
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“我們可以把‘星艦’的上面級(jí)理解為一個(gè)可以反復(fù)使用的小火箭或者小飛船,,這個(gè)獨(dú)立的小飛船可以在繞月軌道上,,自動(dòng)向月球降落,并且把航天員送往月球,,完成科考之后,,再以一個(gè)整體的形式把航天員送回環(huán)月軌道,最后向地球返航,。馬斯克的這個(gè)構(gòu)想,,最初是來自于比利時(shí)著名的漫畫《丁丁歷險(xiǎn)記》,因?yàn)樵凇抖《v險(xiǎn)記》里講到登陸月球的時(shí)候,,漫畫的創(chuàng)作者繪制的就是一艘飛船落在月球上,。”
航空航天科普視頻創(chuàng)作者梁毅辰:
“這個(gè)飛船可以和美國原來用的航天飛機(jī)類比,,但是和航天飛機(jī)不同的是,,“星艦”的每一個(gè)部分都是可以重復(fù)使用的,而且它是用簡單粗暴的垂直落下來的方式來回收的,,而且它的運(yùn)載能力也比原來的航天飛機(jī)要強(qiáng)一些?!?/p>
在SpaceX的規(guī)劃中,,“星艦”經(jīng)過高頻率重復(fù)使用后,單次發(fā)射成本有望低于1000萬美元,,甚至僅需200萬美元左右,。馬斯克曾表示,“星艦”可以將“進(jìn)入太空的成本降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)”,,讓人們能夠前往火星,,并最終讓人類成為多星球物種。
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“如果這樣的話,,他至少建立了一種可能性,,就是讓所有人知道,,利用傳統(tǒng)燃料驅(qū)動(dòng)的火箭,有可能實(shí)現(xiàn)讓更多的人登陸火星,,并且有可能實(shí)現(xiàn)在火星上長期的居留,、科考,未來可以依托這樣的概念工業(yè)化地制造飛船和火箭,,或許有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的火星移民,。”
03
在此次發(fā)射之前,,美國太空探索技術(shù)公司4月10日,在社交媒體發(fā)布了一則“火星任務(wù)”的概念短片,,演示了價(jià)值30億美元的“星艦”未來如何從地球著陸火星,。概念影片全長5分鐘,展示了“星艦”如何從基地進(jìn)入太空,,再從太空上另一艘“星艦”加油機(jī)上加油,,最后著陸火星。視頻最后的設(shè)想中,,人類已移居到火星上一個(gè)巨大的穹頂之下,。
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“人類鐘情于火星的熱情可能已經(jīng)超過200年了。過去鐘情于火星,,可能出于宗教,、神話或者沒有科學(xué)依據(jù)的期盼。但是現(xiàn)在,,如果有一天地球的環(huán)境不再宜居,,那么人類是否有能力在地球之外找到第二處可以作為家園的基地,而火星就是我們現(xiàn)在科技水平能夠觸到最有可能接近第二家園的星球,?!?/p>
火星是太陽系由內(nèi)往外數(shù)的第四顆行星,直徑約是地球的一半,,此前中國發(fā)射的“天問一號(hào)”探測器在距離火星表面大約1.1萬公里的高空中對(duì)火星進(jìn)行了拍攝,,在其中的一張照片中,我們可以看到那是一個(gè)看起來像橘紅色的世界,。當(dāng)我們不斷靠近火星時(shí),,可以逐漸看到火星表面的細(xì)節(jié),那是一個(gè)充滿了碎石,、砂礫的世界,,就像地球的戈壁灘那樣荒涼,。
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“我們發(fā)現(xiàn)火星的地質(zhì)環(huán)境曾經(jīng)與地球非常接近,,但是為什么火星在經(jīng)歷了漫長的變遷之后,,會(huì)變成現(xiàn)在這樣的荒涼?至少在表面上沒有任何植被,,沒有任何生物,,而且大氣也不再宜居,過去豐富的水體也不再存在,。這種變遷是怎樣導(dǎo)致的,?人類特別關(guān)注,因?yàn)楹芏嗳苏J(rèn)為地球可能是幾十億年前的火星,?!?/p>
2021年5月15日,中國的探測器第一次登臨火星背部的地區(qū),,這也就表明人類對(duì)火星的研究又邁出了新的一大步,。隨著火星探測的逐步深入和對(duì)這顆星球更加直觀的認(rèn)知,人類越來越發(fā)現(xiàn)火星與地球太像了,。
中國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩:
“火星現(xiàn)在也有很多和地球相像的地方,,一個(gè)是一天也基本上是24小時(shí),二是我們特別關(guān)注火星上的大氣,,但大氣比較稀薄,,只有地球大氣壓力的1%,以前是比較厚的,,現(xiàn)在變得稀薄了,,而且以二氧化碳為主。三是火星的引力大概是地球的1/3,,比月球稍微好一些,,在火星上行動(dòng)和地球有點(diǎn)類似?!?/p>
1960年10月,,蘇聯(lián)向火星先后發(fā)射了兩個(gè)探測器“火星1A”號(hào)和“火星1B”號(hào),但均以失敗告終,。直到1964年10月,,美國“水手4號(hào)”探測器才向地球傳回人類史上第一張有關(guān)火星表面的近距離圖像。截止到今天,,人類一共進(jìn)行了52次火星探測,,在諸多探測數(shù)據(jù)的積累下,,如今的我們對(duì)火星的認(rèn)識(shí)已今非昔比,。
航空航天科普視頻創(chuàng)作者梁毅辰:
“至少火星現(xiàn)在的環(huán)境是不適合人類生存的,空氣很稀薄,,全都是二氧化碳,,還有沙塵暴,,溫度也不太適合等,但是它相比太陽系別的星球來說,,通過改造后適合人類生存的概率更大一些,。”
火星離地球最近時(shí)約為5500萬公里,,最遠(yuǎn)時(shí)距離則超過4億公里,。一般來說,火星和地球距離近的年份是最適合登陸火星和在地面對(duì)火星觀測的時(shí)機(jī),。
據(jù)英國《泰晤士報(bào)》2009年1月4日?qǐng)?bào)道,,馬斯克很早前就把他的長遠(yuǎn)目標(biāo)定為,實(shí)現(xiàn)人類從地球移居到火星或其他星球,,并立志在本人這個(gè)年代實(shí)現(xiàn)登月,。
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“馬斯克希望依托自己的‘星艦’系統(tǒng),這樣一種具備新理念的火箭,,能夠率先實(shí)現(xiàn)以商業(yè)公司的身份登陸火星,,出于成本的考慮,經(jīng)過考察,,無論是美國的火箭還是俄羅斯的火箭成本都太高了,,所以他就自己去造?!?/p>
04
2012年11月底,,美國SpaceX太空公司創(chuàng)始人馬斯克在英國倫敦皇家航空學(xué)學(xué)會(huì),宣布了一個(gè)頗具爭議性的移民火星計(jì)劃,,馬斯克計(jì)劃在未來15年到20年,,將8萬名地球人送往火星,這些“火星移民先驅(qū)”將永遠(yuǎn)留在火星上,,他們將像“火種”一樣,,讓地球生命能在另一個(gè)星球上生息和繁衍。
中國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩:
“他覺得火星適合改造成第二個(gè)地球,,這樣萬一哪天地球受到地外行星的撞擊,、能源枯竭或者人口太多的情況下,先是改造火星,,然后向火星移民,,使人類成為一個(gè)多行星的物種,他自己也準(zhǔn)備在火星上結(jié)束自己的一生,?!?/p>
在馬斯克的火星計(jì)劃中,希望在10年內(nèi)建造1000艘“星艦”,,以便在2050年之前將100萬人送上火星,,馬斯克在今年2月份時(shí)稱,,“極有可能”10年內(nèi)登陸火星,最快5年,。
據(jù)美國太空探索公司宣布,,NASA已選擇“星艦”作為運(yùn)載工具,實(shí)現(xiàn)美國“阿耳忒彌斯3號(hào)”載人登月計(jì)劃,?!靶桥灐弊钤缈稍?025年底將美國航天員送上月球,登上月球?qū)⑹菍?duì)登上火星的一次最好的驗(yàn)證,。
前SpaceX高管 Lewis Hong:
“SpaceX太空船只有一個(gè)任務(wù),,那就是把貨物從地球載到太空,它就是運(yùn)貨車的概念,,太空船內(nèi)部有很多的儲(chǔ)柜,,可以把大大小小的包裹放在里面,NASA可能做的最對(duì)的事情,,就是在SpaceX成長的時(shí)候給了SpaceX非常多寶貴的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),,SpaceX站在巨人的肩膀上,把這些項(xiàng)目和經(jīng)驗(yàn)發(fā)展的更好,?!?/p>
《航空知識(shí)》雜志主編王亞男:
“目前的SpaceX的目標(biāo)并不是飛往火星,而是首先飛往月球,。這也是NASA給它的一個(gè)重要任務(wù),。按照這樣的構(gòu)想,它首先要完成‘星艦’的入軌,,所以這次發(fā)射為什么很關(guān)鍵,?接下來還會(huì)有無人發(fā)射,無人落月,,最后才走到載人登月,,接下來它會(huì)瞄準(zhǔn)火星。飛往火星需要更多的燃料,,所以馬斯克需要在近地軌道上把它的‘星艦’飛船改造成為油罐卡車,,在宇宙中建立起一個(gè)燃料補(bǔ)給站,讓‘星艦’在軌道中加滿燃料,,開啟向火星的遠(yuǎn)征,,這就是馬斯克的計(jì)劃?!?/p>
馬斯克和他的SpaceX被很多人看作是帶領(lǐng)人類去往深空的一支奇兵,,不僅因?yàn)榧夹g(shù)層面的大膽甚至有點(diǎn)冒進(jìn),還因?yàn)樗麄冊(cè)谔艘粭l不同于傳統(tǒng)國家力量、體制力量的邁向太空之路,。許多人為他們歡呼,也有人罵馬斯克瘋子,,但他在2001年就公布了的火星移民計(jì)劃已經(jīng)不只是個(gè)影子,它已經(jīng)長在了不少人的心里甚至人生計(jì)劃里,。