机器之心原创

2023/11/20 15:14

再次失败，马斯克的星舰发射后失联自毁

一级爆炸，二级失联，但向前迈进了一步。

北京时间 11 月 18 日 21 时 3 分，在万众瞩目下，马斯克 SpaceX 的星舰 —— 有史以来人类最强大的火箭，刚刚经历了第二次发射。

这次发射尝试中，星舰经历了成功的一二级分离，但二级因速度不够导致切入轨道失败。

在发射半小时后，SpaceX 宣布二级自毁，火箭发射失败。

但这次发射相比上次，距离成功更近了一步。

美国东部时间早上 8 点 3 分，随着人们整齐一致的倒数声，星舰在德克萨斯州的 Starbase 基地顺利升空。

和第一次发射时不同的是，这次发射的前几分钟，所有33台发动机看起来运行都很正常。

2 分 50 秒左右，一级火箭（超重型推进器）与二级火箭（星舰飞船）成功分离。

不过，一级火箭在分离之后一直无法启动足够多的发动机控制姿态，在空中爆炸了。在计划中，这级火箭本应溅落在墨西哥湾，实现循环利用。

关于这级火箭的爆炸，SpaceX 表示，主助推器未实现返回操作且 FTS 被激活，但成功完成了任务。FTS（Flight Termination System）即飞行终止系统，这是一种安全系统，可在出现紧急情况或故障时自爆摧毁火箭及其有效载荷，从而避免对地面人员造成威胁。

同时，分离后的星舰飞船（二级）在成功点火之后却失去了信号。几分钟之后，SpaceX 在直播中证实已与星舰飞船「失联」，因而被迫触发了星舰飞船的自毁功能。

据法新社报道，火箭发动机出现了故障，第一级的助推器也没有与飞船正确分离。

人们认为，这一次发射中星舰在设计上较为激进的「热分离」—— 即两级火箭之间先点火再分离的方式，可能对上下两级都造成了损伤，造成了后续影响。

毕竟这以前是苏联火箭使用的方式，有点过于狂野了。

不过 SpaceX 表示，尽管与二级（星舰飞船）失去了联系，未能达成最终目标，但「这一天非常成功」。火箭开发早期阶段的爆炸是值得做的事，比地面测试能够更快地为设计提供信息。

发射后，马斯克在推特上祝贺了 SpaceX 团队。

SpaceX 也祝贺整个团队完成了令人激动的第二次星舰飞船综合飞行测试。

星舰的设计：理念超前，改进不断

星舰（Starship）是由 SpaceX 开发的重型运载火箭，于 2017 年 9 月由埃隆・马斯克首次公布。它的目标是代替猎鹰 9 号、猎鹰重型运载火箭以及天龙号太空船等载具执行地球轨道上的任务。并在未来完成地月转移，甚至载人火星旅行等任务。

这艘星际飞船总长度达 120 米，由两部分组成：

底部 70 米高、配备 33 台「猛禽」发动机的「超重型推进器（Super Heavy）」，即一级。这一级主要负责将整个星舰系统推出地球大气层。按照计划，在完成这个任务后，一级火箭会分离，然后返回地球进行着陆，以便再次使用。
顶部 50 米高的星舰（Starship）飞船，即二级。这一级在一级火箭分离后，会继续前往太空执行任务。在长远规划中，这些任务可能包括将货物或乘客送到地球轨道、月球、火星，甚至是太阳系的其他地方。

按照设计，两级都可以重复利用，发射一次消耗 5000 吨推进剂，是液氧和甲烷，采用全流程燃烧循环技术，燃料成本不到 50 万美元，设计运载能力 150 吨。

除此之外，星舰主要使用不锈钢制成。这些特性带来了一系列技术挑战和限制，也降低了火箭发射的成本。

星舰的使命是用一种相对廉价的方式将宇航员和物资运送到地球轨道，帮助人类重返月球、前往火星及更远的地方。

纵观人类火箭发射的发展历程，SpaceX 从猎鹰到星舰的发展，开启了重复使用火箭的新时代，也在姿态感知、姿态控制、制导等方面验证了大量新技术。

^{这几天来，得州发射场之外，很多观众一直在围观等待。}

星舰的完整版本于今年 4 月 20 日首次尝试发射，火箭飞行几分钟后在空中爆炸，严重破坏了地面基础设施并引发了环境问题。美国联邦航空局与美国鱼类和野生动物管理局甚至为此进行了协调，在为第二次尝试颁发新的飞行许可证之前启动了安全审查。

经过联邦监管机构数月的安全和环境审查后，SpaceX 于本周三获得了美国联邦航空管理局颁发的星舰试飞商业发射许可证，并且认定 SpaceX 符合所有安全、环境、政策和财务责任要求。

星舰这次原本预计要在本周五发射，但因为发现问题，临时需要更换网格鳍伺服器，时间被延迟到了周六。

^{图中黑色翘翅就是马斯克发推说要更换的、位于超重型助推器顶部附近的四个网格鳍。当 SpaceX 将星舰从助推器上吊起时，星舰上级底部的六个猛禽发动机也清晰可见。}

电动伺服器驱动网格鳍，当网格鳍接收来自助推器制导系统的输入指令时，可以为火箭提供转动的动力以控制姿态。

在决定更换超重型助推器级顶部附近的部件后的几个小时内，SpaceX 的地勤人员将子弹形的星际飞船从下面的火箭顶部拆下降到地面，该飞船本身约有 15 层楼高。

整个过程可谓争分夺秒。

飞往火星的希望

在全球范围内，星舰的每次发射都备受关注，因为这艘火箭和马斯克的火星梦紧紧地绑定在一起。沃尔特・艾萨克森在最近出版的《埃隆・马斯克传》中记录了这一切。

马斯克认为，人类应该成为一个跨星际物种，以防止地球上可能发生的灾难性事件，如小行星撞击地球等，导致人类灭绝。他的终极梦想是让人类有朝一日能够移居火星，而他自己可以在「火星上退休」，甚至是「死在火星上」。不过，在查阅了 NASA 官网并发现 NASA 根本没有登陆火星的计划时，马斯克感到非常震惊。于是，他开始着手自己做一些事情。

马斯克认为，技术的进步并不是必然的，「人们错误地认为技术会自动进步，但其实只有当很多人为此不懈奋斗，它才会至臻完善」。

2002 年 6 月，马斯克的火星之旅有了实质性进展。他创建了自己的第三个公司：太空探索技术公司「Space X」。当时，马斯克的朋友们做了很多努力让他放弃这个创办火箭发射公司的想法，一位名叫阿德奥・雷西的朋友甚至制作了一段数十枚火箭爆炸的精彩视频，然后叫了一帮朋友和马斯克一起看。

「他们让我看火箭爆炸的场景，因为他们想让我相信一件事：我会因此败光所有钱。」马斯克说。他告诉雷西：「最有可能的结果无非就是，我会因此倾家荡产。但我有别的选择吗？眼睁睁看着太空探索没有丝毫进展？我们必须试一试，否则人类将永远被困在地球上。」

在经营 SpaceX 的过程中，马斯克做了很多打破常规的事情，比如他们采取了一种迭代式的设计方法：迅速制成火箭和发动机原型，进行测试，炸毁，修改，再次尝试，直到最后做出能用的东西。他们希望通过这种方式尽快找出问题，然后解决问题。所以，在浏览 SpaceX 相关的新闻时，我们经常能够听到爆炸的消息。

据说，发射场附近的居民已经习惯了爆炸，但当地的奶牛还没适应。每当发射场地发生大爆炸，奶牛们就会围成一圈，把小牛犊护在中间。

和之前的很多次试验一样，星舰的第一次发射也以「爆炸」收尾。但在马斯克的标准里，这次发射并不算失败。因为他事先声明，如果火箭能够顺利点火，升到足够高度，以至于即便爆炸也是发生在人们的视野外，还能给 Spaex 留下大量有价值的新信息和新数据，他就认定这次试验性发射是成功的。显然，这次发射实现了以上这些目标。

^{星舰第一次发射时的空中爆炸画面。4 分钟整，火箭自毁系统启动，火箭凌空爆炸并解体。}

星舰的第一次发射失败在很大程度上和马斯克的「不走寻常路」有关系。在回看第一次发射视频时，SpaceX 发现，猛禽发动机的爆炸震碎了发射台的基座，将大块混凝土抛向空中，其中一些发动机可能被碎块击中了。

^{星舰第一次发射过程中炸飞的混凝土块。扬起的泥土和沙子像雨一样落到了 8 公里外，与火山爆发相当。}

而基座混凝土之所以被震碎并炸飞，是因为马斯克在建造发射台时决定不在发射架下方挖导焰槽（导焰槽可以容纳发动机点火后产生的爆炸冲击波），再加上发射时用来发挥替代作用的钢板没有准备好。

^{常规的、带有导焰槽的发射台（俄罗斯东方航天发射场）。}

「马斯克根据静态火灾试验的数据计算出高密度混凝土可以承受发射时的爆炸冲击波，就像他在早期版本的猎鹰 1 号中决定抛弃防晃隔板一样，事后证明冒这种险是错误的决定。」《埃隆・马斯克传》中写道。当然，几十台发动机并联这一高难度做法也可能是导致第一次发射失败的重要原因。

^{星舰第一次发射过程中在发射台炸出一个大坑。}

在第一次发射失败后，SpaceX 对星舰做出了数千次调整。其中一个升级是对发射台的升级。今年 6 月，在 X 上接受记者采访时，马斯克表示，除了用高强度混凝土加固，他们还给发射台安了一个「水冷钢板三明治」，即让两块厚钢板容纳发动机点火后产生的爆炸冲击波，并用一个像「巨大的倒置淋浴头」一样运行的冲水系统来冷却它们。

不过，第二次发射还是出现了问题。爆炸的具体原因需要等 SpaceX 的复盘结果。

星舰最终的成功，会承载起人类探索月球和火星的希望。

堆叠在超重型助推器顶部的星舰飞船计划在 2025 年进行的 NASA 阿尔忒弥斯 III 月球任务中发挥关键作用。这次发射尝试的进展可能会对美国航天局的月球探索目标产生深远影响。

想必在总结了经验教训之后，SpaceX 会很快进行下一步的尝试。

^{参考内容：}

^{https://www.cnbc.com/2023/11/18/spacex-starship-second-rocket-launch.html}

^{https://www.space.com/spacex-starship-second-test-flight-launch-explodes}

产业星舰SpaceX