文 | 權怡 李皙寅
編輯 | 李皙寅
讓人類能安全、便捷地移民其他星球。這是矽谷鋼鐵俠的終極目标，如今這一目标又近了一步。
當地時間 3 月 14 日，迄今全球體積最大、推力最強的運載火箭，美國太空探索技術公司（SpaceX）的星艦進行了第三次試射。
此次試飛的火箭，是人類建造的最龐大的火箭。星艦由兩級可重複使用的部分組成。其一，是配備 33 台猛禽發動機、被稱爲超重型（Super Heavy）的第一級火箭助推器；其二，是被稱爲星艦（Starship）的 50 米高飛船。
發射升空，33 台發動機均正常發動。但 SpaceX 星艦火箭在升空約一個小時後，出現了失聯問題。這意味着星艦可能已經解體。而在此前，SpaceX 公司創始人馬斯克在社交平台上發帖稱，" ‘星艦’已達到環繞速度！"
" 雖然這次任務沒有實現所有預定測試目标，但 SpaceX 認爲這次發射任務是成功的。" 在這份官方聲明中，SpaceX 公司表示，此次試射任務中，完成了幾個重要的 " 首次 "，取得了又一裏程碑式的突破。
美國 " 星艦 " 火箭實施第三次試射 現場圖源 /IC
3 月 18 日，埃隆 · 馬斯克在社交平台上稱，當前的星艦是針對太陽系而設計，而未來版本的星艦将在各星系之間穿梭。
回顧 SpaceX 的 2023 年，SpaceX 共發射次數 98 次，創造了人類年度發射最高紀錄；發射的獵鷹 9 号一級火箭刷新了紀錄，是全世界使用次數最多的一級火箭，一箭 19 次飛行 19 次回收。目前，Starlink 的在軌衛星總數達到了驚人的 5988 顆 ……
SpaceX 仍在不斷地創造航天記錄，帶着人類朝着開啓星辰大海之旅又近一步，讓看似荒謬的人類移民太空逐漸成爲現實。
近日，SpaceX 總裁兼首席運營官 Gwynne Shotwell 在會議上表示 , 大約六周内能夠再次發射 " 星艦 "。團隊仍在審查上次飛行的數據 , 且第四次試飛并不會搭載衛星。
01
屢戰屢敗，馬斯克的 " 失敗成功學 "
在馬斯克一直提到的移民火星之夢中，星艦也是決定成敗的核心運載工具。
星艦是 SpaceX 公司研發的重型可重複使用的火箭系統，這個系統由一級助推器 " 超重 "（Superheavy）和頂端的星艦（Starship）組成。可以運送貨物或者宇航員至地球軌道、月球、火星甚至更遠的太空，而它的載重能力預計可達 100 噸。而 " 超重 " 助推器能夠在全力加速時産生 1600 萬磅的推力，遠遠超過将 " 阿波羅 " 宇航員送上月球的 " 土星 " 五号。
SpaceX 星艦采用的是 " 快速叠代 " 和 " 以飛代試 " 火箭研制模式，業内也因此戲稱：" 史上最強 " 運載火箭是炸出來的。SpaceX 堅信可以通過飛行與爆炸來學習如何更快更便宜地制造更好的火箭，而不是僅僅依靠地面測試和計算機建模。在不斷的失敗和爆炸中，似乎也看懂了馬斯克的 " 失敗成功學 "。
回顧前兩次的試飛，SpaceX 在一年内不斷遞歸改進、叠代更新，在 " 失敗 " 中發現關鍵問題進行改進與驗證。
民衆圍觀 " 星艦 " 火箭發射 圖源 /IC
2023 年 4 月 20 日，星艦首次試飛中星艦未能與其第一級助推器分離并開始翻滾，在升空四分鍾内引爆了火箭。之後，SpaceX 稱，星艦設置了出現意外情況時自毀的機制，而在星艦發射後，其中一級有多台發動機工作不正常，出現故障，向飛船下達了終止飛行的指令；在對星艦進行了 1000 多次修改，尤其是改變級間熱分離方式，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動機，七個月後，SpaceX 開始第二次試飛，星艦在飛行約 2 分鍾 40 秒後成功與超級重型助推器分離，但随後其在空中發生巨大爆炸。随後，美國聯邦航空管理局（FAA）确定了 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。
于是 SpaceX 對超重 - 星艦進行大改：對助推級氧化劑貯箱進行硬件改造，并推動第二級的主貯箱和貯存着陸推進劑的小型頭部貯箱之間轉移推進劑，同時也将星艦飛船級将猛禽發動機的液壓轉向系統改爲全電動系統，以提高可靠性。
SpaceX 星艦測試有效載荷艙門的開啓和關閉，确保将來能夠順利将衛星部署到軌道上。另根據 SpaceX 的初步報告，星艦還在其内部兩個燃料倉之間完成了超低溫液氧推進劑的從頭部貯箱到主貯箱的轉移，實施了 " 在軌燃料輸送測試 "，預示着未來幾年計劃進行的在軌加注燃料試驗。
目前，星艦還存在着諸多問題亟待完善和改進。例如星艦再入極限溫度可以達到 1350 ℃，在防熱瓦脫落的情況下，星艦可能出現因熱流穿透熱防護系統導緻結構失效的情況。而未來 SpaceX 需要攻克的難題之一就是如何确保數量龐大的瓦片的可靠性和工藝一緻性。
馬斯克曾經公開表示，他的長遠目标是把人類從地球移居到其他星球，并保證這一過程足夠安全、價格低廉。馬斯克說：" 如果我們把每個人移居火星的成本控制在 200 萬美元左右，就可以開創一個大市場。"
如果星艦能夠正式服役，那它将是人類曆史上最大、最強的運載火箭，并且它可以被重複使用，大大降低了成本。目前，國際航天的報價約爲：貨運 1 萬美元 / 千克、客運 8000 萬美元 / 人；如果成功，馬斯克的價格則是：貨運 10 美元 / 千克，客運 1 萬美元 / 人。
暢想中的火星基地 圖源 /IC
這也就意味着将來人類可以低成本高效率強适用地抵達火星，并建立可持續宇宙定居點，實現生命多行星化，而馬斯克的 " 火星夢 " 也不再是夢。
02
移民火星還有多遠？
從商業和經濟的角度來說，太空移民可以創造大量的機會。太空探索和開發能夠促進科技創新和産業發展，帶動就業和經濟增長。
據美國太空行業組織——太空基金會發布報告稱，全球太空經濟在 2022 年增長了 8%，達到 5460 億美元，預計未來五年将再增長 41%。另據歐洲咨詢公司發布的《太空經濟報告 2022》顯示，2022 年全球太空經濟總額達 4640 億美元，較上一年度增長 8%。
" 火箭之父 " 齊奧爾科夫斯基曾說：" 地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠被束縛在搖籃裏。"
科學家們提出了很多建立太空城的幻想。美國科學家拟建的太空城，一種設計方案是一個旋轉的圓筒，可容納大約 1 萬名居民。另一種設計方案是輪狀的、供中心旋轉的太空城，明亮且溫暖如春。
太空移民可以爲科學家提供一個獨特的環境來進行研究。NASA 認爲，微重力環境可以幫助科學家更好地理解物理學和生物學的基本原理。
不僅如此，太空移民也可以幫助人類更好地理解地球的形成和演化，以及生命的起源。例如 NASA 的太空探索計劃，通過在太空中進行實驗和觀察，幫助人類更好地理解宇宙。
然而，移民太空目前還隻是人類寄托希望的風向标。《Science》指出，太空移民面臨着許多挑戰，包括技術難題、經濟成本、生物适應性問題和倫理問題等。
中國的商業航天也進步飛速。
今年《政府工作報告》提出，大力推進現代化産業體系建設，加快發展新質生産力，積極培育新興産業和未來産業，積極打造生物制造、商業航天、低空經濟等新增長引擎。作爲新增長引擎之一，商業航天首次被寫入政府工作報告。
近兩年，中國民營航天公司星際榮耀的雙曲線二号驗證火箭在中國酒泉衛星發射中心完成了第二次飛行試驗，有效測試了雙曲線 2Y 火箭回收功能的可靠性與穩定性；藍箭航天用的天鵲 -12 改進型液氧甲烷燃料發動機實施了朱雀三号 VTVL-1 試驗箭垂直起降試驗，任務取得了圓滿成功，是目前我國起飛規模最大的垂直起降試驗箭，而設計複用次數都是不低于 20 次。
中國民營運載火箭發射成功 圖源 /IC
商業航天企業中人，對于 SpaceX 的發展經曆如數家珍，在接受出行一客（ID: carcaijing）訪談時，他們普遍感慨馬斯克的敢想敢幹，以及 NASA 長期以來通過訂單持續 " 投喂 "，讓 SpaceX 走出了早期技術驗證的荒漠階段；同時也羨慕于 SpaceX 所處的資本市場對于前瞻科技受挫失敗的較高容忍度。
馬斯克認爲，任何特定的技術開發，都可以用叠代的次數，和每次叠代之間的間隔時間來衡量。每次發射或測試，都能獲得經驗。因此，要增加發射和測試的頻率。
