马斯克的这场「太空烟花秀」,值得一次掌声-外

2023-11-24 21:05 文章来源: 作者:网络 阅读(

岂论你是不是航天兴趣者,信托都被前几天一场公然直播的“太空烟花秀”刷屏了。

马斯克的“星舰”,又炸了。

“星舰”主要由两部门组成:底部为火箭系统的*级,装有33台猛禽发念头的「超重型助推器」;顶部是火箭系统的第二级,配备6台猛禽发念头的「星舰航天器」。

根据第二飞的原定设计,升空后2分41秒左右,一二级热星散;升空后7分钟左右,助推器落入墨西哥湾。航天器则继续向上和向东航行,到达靠近轨道速率的最高速率,险些绕地球一圈,然后溅落在夏威夷周围的太平洋,全程连续约90分钟。

遗憾的是,这次试飞没能完成所有预定设计,现真相形是:

一最先,助推器被点燃,带着航天器升空。

2分52秒左右时,火箭一级和二级最先“热星散”。

图源:直播截图

3分20秒左右,一级发念头在星散后发生爆炸,而飞船仍在正常升空。

没过多久,飞船信号丢失。美国太空探索手艺公司证实,义务控制中央与“星舰”失去联系,被迫启动自毁系统。

凭证SpaceX公司宣布的数据,“超级重型助推器”在腾飞历程中,33台发念头所有正常事情直至一二级星散,但在下降模拟接纳历程中突然发生爆炸。

“星舰”飞船虽然不受影响继续升空,却在约148公里的高度因与地面指挥中央“失联”而触发“自动航行终止系统”,后者用于在火箭泛起问题或偏离航线时,自动摧毁航行器阻止造成附带危险。

许多人将其以「失败」定论,不外从直播视频看,SpaceX的事情职员所有都在欢呼声中庆祝,马斯克也在 X上示意:“祝贺 SpaceX 公司的团队!”

马斯克在社交软件上祝贺SpaceX团队图源:X截图

用传统研生机箭的头脑去看这件事,“星舰”二次发射义务就是失败的。然而,若是从马斯克的角度去看,这次义务算是功效颇丰。事实,在此之前,SpaceX已经饱尝过失败的苦涩,又正是在一次次失败后的履历总结和改善中,才成为了今天最精彩的商业航天公司。

01 “另类”的商用火箭

对于通俗人来说,“星舰”或许另有点生疏。

简朴明白,“星舰”是一艘拥有伟大承载能力的太空飞船,由*级助推器“超级重型”(高约70米)和第二级飞船“星舰”(高约50米)组成。

它可以实现地球和外太空之间的快速运输,好比一次性将100多人送至地球轨道、月球和火星等,并在太空中执行种种义务,包罗建设空间站、开采资源,甚至实现星际旅行。

除了容量大,它也是可以频频发射的。一旦乐成,将会进一步推动航天航行的商业化。自SpaceX于2010年首次发射可重复使用的“猎鹰9号”以来,航天发射成本已经从每千克10000美元降至约1520美元。可重复使用的火箭航行频仍越高,容量也大,成本会逐步降低。

但要让云云一个庞然大物顺遂升空,历程并不顺遂。从2019年最先,SpaceX前后制造过至少15个“星舰”原型机,用于举行短距离的高空试飞,目的是测试星舰的发射、航行、操控和着陆能力,以及验证其设计和工艺。不外,大部门都在测试中爆炸或损坏。

每一次发射失败守候下一次发射的历程,都充实地诠释了马斯克“乐成的失败”(successful failure)的逻辑。SpaceX坚持以为,事故是网络数据最快、最有用的方式。

这和马斯克的小我私人气概极为相似——不停挑战现状,甚至是挑战看似不能能跨越的壁垒。传统的航天公司循序渐进,不愿意做出创新,让航天的成本居高不下,这给了商业航天公司时机。不外,对于商业航天公司来说,每次发射都是对资金流和投资回报率的磨练,试错时机有限。纵然是当下如日中天的SpaceX,早期也面临资金隔离的事态,在第三次发射失败后,险些就无以为继。

今年4月20日,“星舰”举行首次试验性发射时,马斯克对身边的火箭工程师马克·容科萨说:“我的胃都搅成一团了,重大发射之前我总是这样,在夸贾林岛发射失败的履历,让我患上了创伤后应激障碍。”

而首次发射失败的缘故原由,最后查明,是猛禽发念头的爆炸震碎了发射台的基座,纷飞的混凝土碎块击中了一些发念头。原由则是,2020年建设发射台时,马斯克决议不在发射架下方挖可以容纳爆炸袭击波的导焰槽,他盘算后以为高密度混凝土就足以遭受了——事实证实,这是个错误的决议。

若是是NASA或者波音公司,就不会做这样的事情,但马斯克就会做。他宁愿冒险,也宁愿失败后反思、学习、修正,再重复冒险。

02 二次试飞,走得更远

本次“星舰”的试飞爆炸,为什么值得祝贺?由于本次试飞,完成了多个要害动作。

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首先,乐成点燃了33个猛禽发念头。

首发时,助推器的3台发念头没能焚烧,2台发念头在途中故障,另有1台时好时坏。另外,在航行轨迹偏航后激活的自毁系统并没有立刻解体,而是在40秒之后才最终炸毁解体。

SpaceX厥后注释,在上升历程中,助推器的燃料泄露导致起火,也因此切断了与主航行盘算机的毗邻,造成了装备的失控。以是二飞之前,SpaceX给助推器的组件增添了更多防护,包罗扩展灭火系统。

其次,火箭一级和二级实现“热星散”。

首发时,“星舰”已经泛起过级星散故障。根据那时的设计,2分30秒左右助推器关机,然后一二级举行星散,但火箭不停翻腾,到第3分钟时也未能星散。

传统模式上,助推器星散后才举行第二级焚烧,这次SpaceX重新设计了一二级星散系统,首次实验“热星散”(Hot Staging),即在“星舰”*级发念头大部门关机,而两级尚未星散的状态下,直接点燃第二级发念头,行使后者的喷流,直接将火箭两级喷开,从而到达一二级星散的效果。

这就意味着在航天器要在高速和高温环境时举行星散,这对质料的准确度和耐热性有极高的要求。SpaceX的解决方案是通过增添透风口和重型隔热罩,使底部引擎喷出来阻止爆炸,并为第二级提供细小、但十分要害的推力。

“热星散”的提出庞大且勇敢,它不仅仅是手艺上的提高,还将推动航天器设计的新思绪和新理念。SpaceX曾示意,若是乐成实现了这次壮丽并危险绝伦手艺实验,义务方可被视作乐成。

第三,没有损毁发射台。

首发时,“星舰”没有对发射台举行任何的防护措施,不仅在发射历程中乱石横飞,还炸出了伟大的弹坑。问题出在没有安装导焰槽,它通常建在发射台下方,将火焰指导到数百米外。

以是二飞之前,SpaceX加固了发射台,设置了两块厚钢板和一个喷水系统,通过向上喷水散发烧量解决问题。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

图源:直播截图

据马斯克所言,与首飞相比,SpaceX对“星舰”实行了超1000项升级和改善,并举行了63次FAA划定的修正,以提高航行平安和性能。二次试飞的“星舰”重型火箭,是人类有史以来*的火箭——高120米,直径9米,腾飞质量近5000吨,完全重复使用时近地轨道运载力是150吨。

这次“星舰”航行高度跨越100公里,标志着它已正式进入太空。美国有线电视新闻网形容说,“星舰”第二次试飞比今年4月实验时走得更远。

03 瞻仰星空,也要脚扎实地

“星舰”超重型火箭第二次发射失败,给中国商业航天公司提供了更多的思索。

自2015年开放了商业航天准入以来,海内降生了一大批商业航天公司,并取得了长足的提高。

2023年,中国迎来“商业航空大年”:4月,天兵科技“天龙二号”乐成入轨,打破全球首次液体火箭发射失败的魔咒;7月,我国液氧甲烷火箭“朱雀二号遥二号”乐成首飞全球;克日,星际荣耀验证火箭垂直接纳义务取得乐成……

但也要看到,海内商业航天与美国照样存在一定的差距。较于已经确立了20多年的SpaceX,我国商业航天的星星之火在2014年才被点燃,无论是快速迭代能力、研制执行力照样工业化生产能力等,要补齐的器械另有许多。

现在,不少海内商用航天企业正在给自己“加压”。蓝箭航天董事长张昌武曾公然示意,民营火箭公司要选择差异化的手艺蹊径,驻足于手艺创新、模式创新、焦点手艺自主可控,取得突破,而不是复制国家队已经取得的功效。他以为,创新不是简朴的复制。

这几年,蓝箭通过坚持自主研发,加大资源投入自研发念头系统、自建焦点设施等方式,构建以中大型液氧甲烷运载火箭为中央的全产业链条。现在,蓝箭航天已同时掌握百吨级液体火箭发念头和中大型液氧甲烷火箭要害手艺及研制保障能力。

另外,由星际荣耀空间科技自主研发的双曲线二号火箭在最近乐成完成发射,这是中国首次开展液体火箭全尺寸一子级的垂直起降与重复使用航行试验。这次义务的乐成也验证了全尺寸火箭复用要害手艺,同时也标志着中国商业航天在可重复使用运载火箭手艺上取得重大突破。

要补齐手艺实力、工业化规模的同时,SpaceX“星舰”带给我们的启示,另有允许不停试错的时机和成本。科学研发是一项耐久工程,外界环境也要有一定的包容度。

火箭,是用最*的方式阐释若何通过速率、质量和能量之间的平衡来实现入轨。这不是简朴靠蛮力就能实现,而是需要点滴的绣花针似的功夫。这功夫要往哪儿下,怎么下?

在航天领域有一条著名的方程式——齐奥尔科夫斯基的火箭方程,它告诉我们火箭发射需要分阶段生长,不能能一蹴而就。升空历程中,必须要不停甩掉一级、二级、甚至是三级才气实现入轨。

研发历程也是一样,要甩掉旧的器械、旧的想法。在整个历程中要燃烧,有充沛的动力,不仅要找准偏向,设计好弹道,还要注重好平衡。这就意味着需要不停的测试和验证。

SpaceX是现在最乐成的商业火箭公司,同时也是火箭发射失败次数最多的公司,他们信托“失败得快,但学得更快(Fail fast , but learn faster)”。近期SpaceX已经实现了盈利,数据显示,2023年*季度公司实现收入15亿美元,利润为5500万美元。这是SpaceX首次实现盈利,可见这条路已经被验证是走的通的。

最后,借用刘慈欣的一句话,“不管地球到达了怎样的繁荣,那些没有太空航行的未来都是昏暗的。”

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