星艦第三飛,來了!
3 月 14 可能是馬斯克的幸運日。
這天是圓周率日、國際數學日、SpaceX 創立 22 年的紀念日,更是星艦第三飛的日子。
經過兩次試飛,馬斯克這次非常有信心,認爲第三飛很可能進入軌道,成功率在 80%。
他賭對了,星艦成功達到了軌道速度,到達了前所未有的高度。
第一次把星艦直播看了 1 個小時,這種感覺對于已經看過星艦兩次炸掉的本人來說也很新奇。
目前爲止最成功的星艦試飛,目标打卡 2 個半
這次發射多少有些玄學加持。清晨的德州博卡奇卡發射場,陰沉且刮風,SpaceX 預告,好天氣的可能性是 70%。
上帝擲骰遵循了概率,臨近起飛時已是早晨,天氣放晴,海岸和沙灘頭頂藍天。
倒計時開始,這次衆人的歡呼聲沒有再被打斷,一直數秒到零,助推器 33 個猛禽發動機指示燈全部點亮,航天器在隆隆聲中被筆直的火焰推着升空。
從地面遙遙眺望,星艦的尾部如同冉冉升起的白色太陽。
2 分 40 秒左右,第三飛來到了第二飛的關鍵點:熱分離。助推器和航天器絲滑告别,沒有再發生爆炸。
到這裏已經可以宣告,第三飛比首飛、第二飛走得更遠。之前兩次試飛都中途折戟,火箭幾分鍾炸成了煙花。
2023 年 4 月的首飛,多台發動機不正常,一二級未成功分離,當時馬斯克預期也不是很高,甚至覺得沒炸毀發射台就好。
2023 年 11 月的第二飛,發動機全部正常點火,一二級首次嘗試熱分離便成功,但随後一級爆炸,二級自毀,沒能按計劃濺落和飛行。
不過,第三飛完成熱分離之後,助推器應當濺落在墨西哥灣,但攝像機信号被切斷,不确定它的行進軌迹。
星艦航天器仍在繼續朝着既定軌道前進,繼續它孤獨的旅程,看見了前輩們都未曾到達的風景,完成第三飛獨有的幾個重要任務。
首先,星艦航天器完成了有效載荷艙門的開啓和關閉測試。至于成功與否,SpaceX 表示還需要數據審查。
這次星艦仍然沒配備有效載荷,測試主要是爲以後在軌部署星鏈衛星打個底稿。
其次,星艦航天器完成了推進劑轉移演示。同樣,是否真的成功,有待後續的數據審查。
雖然這次的推進劑隻有少量,但足以證明,在軌加注技術有了突破。
未來的進階測試,即一艘星艦給另一艘加注推進劑,或許也近在眼前。爲了登上月球,SpaceX 可能需要進行十幾次加注,更别說到達火星乃至更遠的地方。
然後,按照計劃,星艦航天器應當在太空執行猛禽發動機再點火,但這步被跳過了。
SpaceX 解釋,航天器處于「相當陡峭的軌道」,無論發動機是否重新點火,地球引力都會迅速将星艦拖回地球。
最後,星艦航天器返回地球大氣層,穿過等離子體,周圍亮起鮮紅色的光芒。而後 SpaceX 失去航天器的信号,其可能在重返大氣層時燃燒或解體。
按照計劃,第三飛的飛行軌迹和上兩次不同,終點是印度洋,比之前的夏威夷群島考艾島以北太平洋的着陸點更安全。
滿打滿算,第三飛的 4 個目标完成了 2 個半。
不管炸沒炸,SpaceX 又有學習材料了
主持人直播解說的時候,一個詞高頻出現:Data(數據)。
發射前,他們強調試飛不保證 100% 成功,但至少能積累數據。
起飛後進展順利,他們在爵士樂的背景裏談天說地,笑容都真心了幾分,星艦走得更遠,收入囊中的數據當然也就更多。
你應該已經聽過,星艦經常被提及的榮譽稱号。
下一代可完全重複使用重型運載火箭、人類史上體積最大推力最強的運載火箭、第一個被設計爲可完全重複使用的火箭 ......
馬斯克希望通過星艦,降低進入太空的成本,最終實現航天飛行商業化,他認爲,這是實現火星移民所需的關鍵技術突破。
目标是偉大的,但在柳暗花明之前,往往一山放過一山攔。有了數據,才能逢山開路,遇水搭橋。
每次觀看星艦的試飛,我們總要做個回顧,因爲這是個「漸進式創新」的過程,回回都有很多的「第一次」。
到了第三飛,SpaceX 也未誇下 100% 成功的海口,而是一如既往,将每次試飛都當成「一次測試」。字裏行間,已經做好了「不成功就成仁」的準備。
他們更在意的是,走出實驗室和地面模拟的窠臼,将飛行硬件放入飛行環境,最大可能地提高學習效果。
▲ 執行第三飛的星艦 .
SpaceX 學到了什麽,從每次叠代就可以看出。
第二飛對比首飛有大大小小的 1000 多項改進,第三飛對比第二飛也是類似,助推器、航天器、發射台等軟硬件都有升級,都是爲了更猛、更快、更省錢。
今年 2 月,「細節狂魔」SpaceX 在官方博客總結了第二飛失敗的關鍵原因。
熱分離之後,助推器啓動回推燃燒,但多台發動機關閉,一台發動機嚴重故障,導緻助推器爆炸,問題出在向發動機供應液氧的過濾器堵塞了。
▲ 第三飛前的點火測試 .
所以這一次,SpaceX 進行了相應的硬件改造,提高了推進劑的過濾能力。
第二飛的助推器犧牲之後,航天器也在 150 公裏的高空自毀了,原因是啓動液氧排氣口時發生了洩漏。
同樣地,SpaceX 對症下藥,改進了排氣口,并且首次在航天器上,用電動推力矢量控制系統,取代了液壓動力矢量控制系統,消除可能的易燃源。
有則改之無則加勉,第二飛的成功經驗被第三飛保留了下來,包括被馬斯克稱爲「巨大倒置淋浴噴頭」的水冷系統,它向上噴水,抵消助推器産生的熱量,保護了寶貴的發射台。
第三飛對比第二飛,最明顯的、外在的變化體現在時間。
發射前推進劑的加注時間大大縮短,前兩次約 97 分鍾,這次約 50 分鍾,因爲增加了新泵和副冷卻器。
飛行時長也被壓縮,第三飛全程 64 分鍾,比前兩次計劃的 90 分鍾少了 26 分鍾。
軌道高度也有所下降,飛行最高點略低了 15 公裏,可能是稍微降低測試難度,盡可能多打卡幾個任務。
這次因爲再入失敗,沒有完成全程,但測試的目的已經達到了。
同樣的錯誤隻犯一次,驗證的成功必須重演,每次試飛的價值就被最大化,下一次試飛也能省略不必要的麻煩,更快地做好準備。
快速叠代開發,是 SpaceX 所有重大創新進步的基礎,包括獵鷹、龍飛船和星鏈,同樣也用于星艦。
隻有這樣,才能拿到一手實測數據,離目标越來越近:構建一個完全可重複使用的發射系統,将衛星、有效載荷、機組人員和貨物運送到各種軌道以及地球、月球或火星着陸點。
更多的星艦已準備好飛行
星艦的第三飛,隻是 SpaceX 今年的開胃菜。
馬斯克甚至希望,能在今年發射 9 次星艦,保底 6 次。
按照過往的節奏,首飛 2023 年 4 月,第二飛 2023 年 11 月,再到今天第三次試飛,間隔雖然變短,但 9 次的目标還是有點懸。
如此激進的計劃有其原因,SpaceX 和貝索斯的藍色起源,都是 NASA 阿爾忒彌斯 3 号計劃載人着陸系統的供應商。
NASA 原定于 2025 年将第一批宇航員送上月球南極帶,但考慮到宇航員的人身安全,将計劃推遲到了不早于 2026 年 9 月。
登上月球依然遙遠,今天的第三飛,大部分任務完成地很絲滑,已經足夠讓人驚喜,甚至令人意外。
原型機五飛四炸,首飛炸,第二飛炸,這次居然沒有很快就炸,不能再拿「史上最貴煙花」嘲笑馬斯克,前兩次保持低調的 NASA 局長 Bill Nelson,也對 SpaceX 表示了祝賀。
一次次爆炸的背後,藐視規則,摸索邊界,直面問題,承擔風險,才是 SpaceX 這樣的團隊最寶貴的品質。
《馬斯克傳》裏寫到一個故事,兩位 SpaceX 工程師不斷改進發動機,到最後發動機解體了,他們反而很高興:「好,現在我們知道它的極限在哪了。」
這就是一種解決問題的意識。探索未知,制造人類最強的太空運輸系統,不能在真空裏規避問題,而是更快地找出問題,然後解決它們,失敗隻是成功必經的過程而已。
2002 年,22 年前的 3 月 14 日,SpaceX 成立了,馬斯克的初衷非常簡單:人類不會被永遠困在地球上。
SpaceX 的下一次試飛總是值得期待,微小的進步從起飛、分離甚至爆炸的火光中延續而來。
他們寫在官網的一句話,樸素而有力量:
更多的星艦已準備好飛行。