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又炸了!星舰 SN9 试飞时重重摔下,曾因安全问题被联邦航空局叫停,网友:就这?

本文作者:付静 2021-02-03 07:48
导语:SN9 再次爆炸,甚至连上次 SN8 精彩的「神龙摆尾」都没能实现。

世界各地的航天爱好者们蹲守直播近半个月,却也没等来 SpaceX 星舰飞船原型的完美落地。

北京时间 2021 年 2 月 3 日凌晨 4:25 左右,美国得克萨斯州博卡奇卡(Boca Chica)测试基地,星舰飞船原型 SN9 再次在着陆时发生爆炸,甚至连上次 SN8 精彩的「神龙摆尾」动作都没能实现。

首先,三台猛禽发动机同时工作,SN9 升空。

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随后发动机逐一关闭,SN9 慢慢倾斜,直至与地表平行。

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接着,SN9 在「主动空气动力学」控制下,通过四个襟翼的独立运动下降。

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按照计划,SN9 此时应重启发动机,实现翻转、调整状态,然而事实是连身躯都没调正就重重摔了下去,一时间烈焰横飞。

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很多网友表示:等了这么久,最后还不如 SN8。

值得一提的是,上次飞船测试虽然失败,但官方在直播界面打出一行“Awesome test. Congrats Starship team!”(测试很精彩。恭喜星舰团队),爆炸的原因也随即公布——而此次,截至发稿官方迟迟无回应,与上次形成鲜明对比。

2021 年伊始,星舰首次高空测试即失利,Elon Musk 的火星梦是否比想象得要遥远一些?

快速迭代,却迟迟不能飞

关心 SpaceX 星舰项目的小伙伴们可能还对一个多月前的那场直播记忆犹新。

北京时间 2020 年 12 月 10 日 6 时 45 分,SpaceX 星舰飞船首次高空试飞。测试中,SN8 从快速冲上高空到与地表平行、从坠落下降再到随后的「神龙摆尾」,一系列操作堪称一绝。可惜在最后回收着陆时发生了爆炸。

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对这一看似失败却又更像是成功了的测试,官方表示:飞船头部燃料罐压力较低,发动机无法正常工作,所以直接“硬着陆”了。

对于这一回应,有网友用上了 2020 年下半年爆火的一个梗调侃道:

马老师,啪的一下很快啊!

不过 Elon Musk 表示,SpaceX 已拿到了所有需要的数据。

相比最初的计划,SN8 试飞高度由 15 千米(约 50000 英尺)降至 12.5 千米(约 41000 英尺);时间方面,最早定于 10 月底测试,但后续一直杳无音信、一拖就是将近两个月。即便如此,Elon Musk 也坦言成功率仅三成。综合来看,SN8 的高空试飞的确不容易。

SN8 倒下,SN9 就要顶上了。早在此次试飞前就有多方消息表明,SN9 的飞行路径与 SN8 一致,但此次 SpaceX 最大的心愿莫过于看到 SN9 平稳落地。 

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不过,SN9 从出场那一刻就有点儿独特——SN8 刚炸没多久,SN9 就发生倾斜,和 High Bay 仓库(SpaceX 存放设备的最新场所)的墙壁碰撞。

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对此,网友们表达了担心,希望项目进展不会受太大影响;同时也有不少网友开起玩笑:

看到 SN8 炸得啥也不剩,SN9 吓瘫了。

但事实并非如此。

发生倾斜后,SpaceX 团队立刻对两块受损的地方进行处理,这个小插曲其实也反映出了飞船的快速生产、发射能力,而这正是 Elon Musk 相信未来能够在火星上建立基地的一个主要因素。

其实,SN9 还经历了多项验证测试,主要包括:

  1. 环境测试:在装载超冷液氮进行低温测试之前,SN9 先装载了气态氮作为测试;

  2. 反应控制系统测试:确保 SN9 可在装载低温推进剂的条件下加压;

  3. 静态点火测试:这是试飞前的一个重要目标,在此过程中 SN9 以液态甲烷和液态氧作为燃料。

第一次静态点火是在 2021 年 1 月 6 日,之后的 2021 年 1 月 13 日,SN9 更是一口气完成了 3 次静态点火测试,这是星舰原型第一次有这样的成绩。

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【SN8 和 SN9 的静态点火对比】

当天,Elon Musk 发推特表示:

All three static fires completed & no RUDs!(RUD 指 rapid unscheduled disassembly,即“快速突发性拆卸”,这是他对“爆炸”的委婉说法,这句的意思是:三次静态点火顺利完成了,而且也没炸!)

随后他的又一条推特写道:

Detanking & inspections now. Good progress towards our “Hop in & go to Mars!” goal.(现在拆舱检查,朝着完美一跃、奔赴火星的目标迈进!)

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不过,SN9 的命运远比想象中曲折。

几次静态点火顺利完成之后,网友问高空试飞是否马上就要到来,Elon Musk 的回答却是:

 两台发动机需要小修一下。

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不久后,德州当地的一些航天爱好者们发现了全新的猛禽 SN44 发动机,还拍了下面这张高清照片。看来,出现问题的发动机已被换下。

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发动机具体出了哪些故障无从得知,但在 Reddit 上网友提出了几种猜想,比如:短时间内高频静态点火导致出现了破坏性的谐波振动;点火时推进剂混合不当,涡轮泵损坏;SN9 此前的倾斜造成了一些未知的问题。

这之后,SN9 的试飞时间因当地天气影响不断延后,最终的飞行高度也降至 10 千米——Starship 第二次高空亚轨道飞行测试所经历的曲折可见一斑。

当然,SN9 最大的难题还是美国联邦航空管理局(FAA)给出的。

1 月 28 日,NASA 挑战者号航天飞机灾难周年纪念日当天,就在万事俱备只等点火之时,美国联邦航空管理局(FAA)突然叫停,撤销了 SN9 试飞所需的许可。

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FAA 表示:

即便我们知道迅速采取行动促进商业领域增长和创新的重要性,但 FAA 仍然将保护公共安全的责任放在首位,不允许出现任何损害公共安全的行为。只有在我们确信 SpaceX 已采取必要步骤符合法规要求之后,飞行计划才会得到批准。

对此,Elon Musk 在推特回怼:监管结构不健全,要是按照他们的规则来,人类永远无法到达火星!

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此言一出,不少人都表示这是“科学和权威的对抗”。

不过据外媒 The Verge 分析,FAA 不批准的原因之一可能在于,SN8 在着陆时爆炸其实违反了 SpaceX 的发射许可证条款。

作为硅谷钢铁侠,Elon Musk 行事可以说是颇为硬核,立马把已经建造好的候补选手 SN10 也拉了出来,和 SN9 并排而立。 

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近一周过去,SpaceX 终于获得了 FAA 的试飞批准,然而最终的结果却是迎面而来的一盆冷水。

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关于 SN9 爆炸的原因,很多航天爱好者猜测是发动机在落地前摆尾时点火失败,推力不足导致 SN9 重重摔了下来。另外也有网友指出,直播中明显看到了 SN9 在下降过程中有碎片飞出。

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【图源微博】

但正如一位网友所言:

将问题暴露出来,这不就是试飞的目的吗?

幸运的是,不远处的 SN10 虽“瑟瑟发抖”,但未受爆炸影响。

通向火星的路走了多远?

Starship 的想法始于 2017 年,Elon Musk 的思路其实很简单:以「星际飞船+超重型火箭」的可重复使用形式,将人和物运送到地球轨道、月球、火星甚至更远的地方。

Starship 系统中的重型猎鹰运载火箭(Falcon Heavy)已是全球现役运载能力最强的火箭,因此某种程度上,研发出高 150 米的星际飞船才是这一计划成熟的关键。

过去几年时间里,从 Starhopper 原型机(仅是飞船的一部分)到第一代全尺寸原型机 MK 系列,再到新一代原型机 SN 系列,Starship 的发展速度有目共睹。

而进入 2019 年,尤其是刚刚过去的 2020 年,“Starship 炸了”的新闻也是屡见不鲜:

  • 2019 年 11 月,MK1 压力测试失败,导致 MK2 和 MK4 未经测试直接退役;

  • 2020 年 2 月,SN1 压力测试失败,因此 SN2 原型机只进行了部分元件测试;

  • 2020 年 4 月,SN3 低温试验失败;

  • 2020 年 5 月,SN4 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。

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在经历了多次壮烈牺牲后,Starship 飞船原型机终于迎来了一次成功「低空试飞」——北京时间 2020 年 8 月 5 日早晨,SN5 首次顺利完成 150 米悬停测试。

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那时的原型机看上去像是一节巨型电池,之后 SN8 一亮相,网友们就大呼:有宇宙飞船那味儿了!

相比前几代原型机,SN8 加上了头锥和襟翼,配备的猛禽发动机(Raptor engine)数量也从 1 增加到了 3。

据了解,头锥部分主要用于存储有效载荷、人员居住,以及容纳副油箱(副油箱可以为发动机加油、帮助飞船降落)。而襟翼由飞船自带的计算机驱动,主要用于控制飞行期间的姿态,并使飞船在预定位置精确着陆。

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值得一提的是,SN8 既是 Starship 第一艘全尺寸原型机,也是第一艘用于高空测试的原型机,它由 304L 合金制成,高 50 米、直径 9 米、重达上百吨、推力多达 600 多吨。而此次的 SN9 则为第二艘使用头锥、襟翼的飞船原型机。

根据计划,在飞船最终成型之前,要经历一个密集测试原型机的过程,约 20 台原型机要测试,整个迭代要在 3 年内完成。从 SN9 和 SN10 开始,该项目的节奏或会变为每月测试两艘飞船原型,也就是说,Starship 此后将会进入原型试飞常态化阶段。

关于飞船和火箭最终的形态,Elon Musk 也曾透露,等这一项目成熟时,一艘飞船将配备 6 台猛禽发动机,而超重型火箭大概也要配备大约 30 台猛禽发动机。

Elon Musk 计划 2050 年前送 100 万人登上火星。无疑,能配得上如此之大的野心的,唯有疯狂迭代。

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看到 SN9 爆炸,甚至相比 SN8 有点儿退步的意思,Elon Musk 和 SpaceX 必然不好受。

但毋庸置疑的是,即便已是首富,Elon Musk 都得接受一个事实:通往火星的路上,失败是常态。

最后一问:对于上火星这件事儿,你怎么看?

引用来源:

https://twitter.com/bocachicagal/status/1337424248260993024

https://www.space.com/spacex-starship-sn9-two-static-fire-tests

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