剛剛過去的周末,最大的新聞莫過于馬斯克又又又搞了件大事情。
" 大家夥 " 星艦在萬衆矚目下的二次試飛,此前是在今年 4 月 20 日,瞄準 " 一百萬人移民火星 " 的星艦在幾分鍾後在空中爆炸而告終。
此次二次試飛,星艦經曆了成功的一二級分離,但二級因速度不夠導緻切入軌道失敗。在發射半小時後,SpaceX 宣布二級自毀,火箭發射失敗。
盡管一二級火箭分别發生故障并毀壞,并且 SpaceX 公司已經官宣火箭發射失敗,但馬斯克似乎有不同觀點,馬斯克在推特上祝賀了 SpaceX 團隊。
SpaceX 的星艦又炸了,爲什麽馬斯克卻說成功了?
二次星艦試飛,有何叠代?
北京時間 11 月 18 日晚 9 時 3 分,當地時間早 7 時 3 分,美國太空探索技術公司(SpaceX 公司)于德克薩斯州博卡奇卡進行第二次 " 星艦 "(Starship)重型運載火箭的無人飛行測試,火箭已經發射升空,33 台發動機均正确啓動。然而,在一級火箭達到工作時序後,二級火箭發生故障,火箭失去聯系。
和第一次發射時不同的是,這次發射的前幾分鍾,所有 33 台發動機看起來運行都很正常。
在發射後的 2 分 50 秒左右,一二級成功分離,SpaceX 表示無法接收二級的數據,直播叫停,不久二級也在海灣上空自毀。目前 SpaceX 公司已經官宣火箭發射失敗。
關于這級火箭的爆炸,SpaceX 表示,主助推器未實現返回操作且 FTS 被激活,但成功完成了任務。FTS(Flight Termination System)即飛行終止系統,這是一種安全系統,可在出現緊急情況或故障時自爆摧毀火箭及其有效載荷,從而避免對地面人員造成威脅。
星艦爆炸(來源:直播截圖)
4 月的星艦首飛,被網友調侃爲巨資 " 煙花秀 "。
SpaceX 曾發表聲明表示,助推器内部燃料洩漏引發了火災。正是這個原因,導緻 SpaceX 與星艦上的主要飛行計算機失去了聯系,所以," 最終失去了對其控制 "。 SpaceX 的前任主管特裏帕蒂則認爲,更大的問題在于,SpaceX 低估了自身發動機力量支撐火箭所需的防護。
時隔七個月,SpaceX 星艦發射再失敗。據了解,與 4 月份首次試射相比,SpaceX 對星艦做出了諸多改進,包括在兩級之間增加了通風口,在發射台增加了水冷系統,以及助推器的組件增設更多保護等改進。
具體來看,首先,此次發射星艦實現了熱分離的嘗試(Hot Staging),爲了進行熱分離嘗試,SpaceX 在二者之間增加了通風口和隔熱罩。星艦由上級飛船和超重型助推器兩部分構成,熱分離技術主要通過引燃火箭兩級之間的連接處,通過激增的溫度和壓力達到二者分離的目的。理想狀态下,星艦在高空中完成分離,上級飛船飛往預設軌道。
通風口
其次,除了熱分離,星艦完成了重要的技術驗證還包括,這次發射沒有損毀發射台。發射台的炸毀導緻混凝土碎片在超過 156 萬平方米的土地上飛舞,導緻公園産生火災。因此,新星艦配置了兩塊厚鋼闆和一個噴水系統,通過向上噴水散發熱量解決問題。
除上述之外,首飛的失敗從一開始就有預兆,助推器的 3 台發動機沒能點火,2 台發動機在途中故障,還有 1 台時好時壞。吸取了上次星艦未能兩級分離,并且延遲爆炸的失控教訓,SpaceX 團隊爲助推器的組件增設更多保護和系統以減少火災的發生。
對于二次發射,馬斯克表示,SpaceX 星艦實施了超 1000 項升級和改進,并進行了 63 次 FAA 規定的修正,以提高飛行安全和性能。
爲什麽星艦炸了馬斯克卻反而說是成功?
盡管試飛失敗,馬斯克卻表現十分興奮,在社交軟件轉發 SpaceX 微博并表示祝賀。NASA 局長也發推祝賀馬斯克和他的團隊所取得的成功,稱未來 NASA 和 SpaceX 将把人類送往月球,火星、以及更遠的地方。
對于星艦試飛失敗以及馬斯克的反常态度,航天業内人士曹雙力對 36 氪表示," 首先需要正視的是,SpaceX 這次任務就是一次試驗,用實飛代替地面驗證,放在航天工業看起來好像是創新。"
馬斯克社交軟件截圖
實際上,在商業火箭的研發過程中,應當要跳出歸零思維。
曹雙力還認爲,試飛成敗與否,其實是研發工作的常态,因此深層次上體現的是航天工業研發活動," 試飛與叠代 " 在認知中正在回歸常識。
"馬斯克的态度就是告訴工程師們,試飛不是歸零,而是得到非常有價值的數據,用于下一次叠代。" 曹雙力對 36 氪表示。
本次試飛,盡管星艦超重火箭的回收并未得到驗證,星艦也沒驗證入軌能力,但星艦驗證了 33 台并聯一級的可行性,實現了熱分離,此外,星艦還是實現了飛行到 " 卡門線 " 的高度——也就是說進入太空。
商業火箭從業者林夕(匿名)對 36 氪表示,這個本身的技術難度上、商業意義上都具備巨大意義。
" 長遠來看,大的運載能力、航行能力的火箭是必須的,這渺茫的事,變得有可能。整個行業都看到更多希望。" 林夕說," 雖然任務沒有最終成功,但是猛禽發動機工作正常,這個單台發動機推力到 250 噸,不是 80 噸、100 噸推力的發動機的技術突破性可比的。"
火箭的推力示意圖 星艦推力較強(圖源:BBC)
這件事對于中國工程師們的價值在于,第一,能實測盡量搞實測,類似于 SpaceX,中國的商業火箭隻有一次次叠代數據才是回歸制造業常識。
二是在研發項目上廢掉 " 歸零 " 的做法,研發項目不應該提 " 歸零 ",試飛失敗也不是 " 歸零 "。就像星艦在第一次試飛幾分鍾爆炸,第二次試飛一二級成功分離後爆炸,每一次馬斯克口中都是 " 獲得突破性的成功 ",在實質上也是極大的突破和進步。
在從業者看來," 火箭行業創業需要數據叠代,要放手讓工程師們去試,才能激發創新。"