時隔三日,,美國得克薩斯州南部邊境小鎮(zhèn)博卡奇卡再次吸聚了全球目光,。美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的發(fā)射場“星際基地”(Starbase)上,直徑9米,、總高度達(dá)120米的運(yùn)載火箭系統(tǒng)“星艦”(Starship)亟待首飛,。發(fā)射窗口始于美國東部時間上午8點(diǎn)28分,持續(xù)62分鐘。
隨著倒計時歸零,,大朵大朵的黃煙從火箭底部不斷生成,。八秒鐘前,33臺“猛禽”發(fā)動機(jī)已經(jīng)開始交錯啟動,,超過1000萬磅(約4536噸)的推進(jìn)劑被陸續(xù)推入,。巨大的轟鳴聲中,“星艦”猶如一顆銀彈刺向天空,。即便有幾臺發(fā)動機(jī)沒能成功點(diǎn)燃,,這并沒有影響這枚“人類有史以來最強(qiáng)大的運(yùn)載火箭”開始它的冒險征程。
這頭“不銹鋼巨獸”由70米高的超重型助推器原型機(jī)“Booster 7”和50米高的星艦飛船原型機(jī)“Ship 24”組成,。其中,配備了33臺“猛禽”發(fā)動機(jī)的助推器,,在滿推力狀態(tài)下的起飛推力超過7500噸,,幾乎是“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS,Space Launch System)重型火箭的兩倍,?!癝LS”火箭由美國宇航局(NASA)研制。2022年11月,,“SLS”火箭完成首飛,,成功將獵戶座載人飛船送往月球軌道。
不幸的是,,火箭在上升過程中飛行姿態(tài)開始出現(xiàn)異常,,隨后“星艦”在與超重型助推器分離前發(fā)生了非計劃性解體,“星艦”首飛嘗試以失敗告終,。太空探索是一項長期努力,,需要耐心和不斷的嘗試。就像SpaceX創(chuàng)始人埃隆·馬斯克常被引用的一句話,,“失敗是一個選項,,假如你從未失敗過,這說明你的創(chuàng)新還不夠,?!?/p>
按照SpaceX提前公布的試飛方案,如果發(fā)射順利,,火箭升空169秒后,,在約64公里高度,超重型助推器會關(guān)閉發(fā)動機(jī)并與飛船分離,。隨后,,助推器將重啟少數(shù)發(fā)動機(jī)返回德克薩斯州,,在發(fā)射約8分鐘后墜落在墨西哥灣,距離發(fā)射場海岸約31公里位置,。與此同時,,借助自有的6臺發(fā)動機(jī),飛船船艙將繼續(xù)爬升至約241公里的高度,,以約28160公里/小時的速度飛行,在向東完成部分地球環(huán)繞任務(wù)后重返大氣層,,最后在夏威夷附近的太平洋墜落,。整個星際飛船試飛持續(xù)約90分鐘。
和“SLS”火箭等一次性重型運(yùn)載火箭不同,,“星艦”的超重型助推器以及飛船均按照可重復(fù)使用設(shè)計,,這是SpaceX降低成本的關(guān)鍵。不過,,由于這是SpaceX首次嘗試發(fā)射完全組裝的星際飛船,,為減少測試內(nèi)容,“Booster 7”和“Ship 24”都不會被回收復(fù)用,。如果首飛成功,,如何驗(yàn)證助推器和飛船可以在發(fā)射后返回地球并復(fù)用,將是SpaceX面臨的下一個重大挑戰(zhàn),。
刷新歷史的每一小步都異常艱難,。
兩個月前的2月9日,SpaceX剛剛完成了“星艦”的首次全面靜態(tài)點(diǎn)火測試,。在那次測試中,,SpaceX首次嘗試同時點(diǎn)燃了超重型助推器上裝載的全部33臺“猛禽”發(fā)動機(jī)。最終,,有31臺成功點(diǎn)燃約10秒,。據(jù)埃隆·馬斯克介紹,測試產(chǎn)生的推力足以保證飛船進(jìn)入軌道,。在此之前,,經(jīng)過數(shù)次失敗的試飛測試,“星艦”飛船已完成高空測試飛行并安全著陸,,但超重型助推器還從未飛離過地面,。
在獲得美國聯(lián)邦航空局批準(zhǔn)后,,“星艦”試飛項目曾于美國東部時間2023年4月17日9時至10時30分(北京時間17日21時至22時30分)迎來首個發(fā)射窗口,。然而當(dāng)晚,先是首飛發(fā)射時間被推遲20分鐘,,然后在北京時間21時12分左右,,馬斯克在社交媒體上稱,,“星艦的一個增壓閥似乎凍住了,所以除非它能很快恢復(fù),,否則今天的發(fā)射會被取消,。”
最終,,在發(fā)射轉(zhuǎn)變?yōu)椤皾癫逝拧保ㄗⅲ篧et Dress Rehearsal,,即向火箭內(nèi)加注推進(jìn)劑并使其進(jìn)入發(fā)射待命狀態(tài),從而測試除了發(fā)射以外的絕大多數(shù)發(fā)射流程)后,,直播屏幕上的倒計時定格在了“40秒”,。當(dāng)天稍晚,SpaceX 團(tuán)隊宣布會在4月 20 日進(jìn)行第二次發(fā)射嘗試,。
助推器的增壓閥門被凍住是導(dǎo)致4月17日試飛推遲的原因,。增壓輸送系統(tǒng)像是火箭的“大動脈”,為發(fā)動機(jī)輸送推進(jìn)劑和氣體,。閥門常被用來控制氣體的流量,、壓力和溫度,是航天器最常出現(xiàn)問題的組件之一,。有分析人士猜測,,增壓閥門凍住可能是因?yàn)橛糜诩訅旱牡蜏貧怏w中混入了水汽。
對于一枚全新的火箭,,因故障導(dǎo)致首發(fā)推遲的情況很常見,。NASA的“SLS”火箭在2022年11月成功發(fā)射前,也曾經(jīng)歷了數(shù)次推遲,,原因包括燃料泄漏,、傳感器故障、颶風(fēng)等,。比如在同年6月20日的測試中,,氫泄漏就導(dǎo)致了發(fā)射任務(wù)取消。氫泄漏通常在低溫條件下才可能出現(xiàn),,除非進(jìn)入正式的發(fā)射倒計時,,工程師們很難預(yù)判。
在17日的首次發(fā)射嘗試之前,,馬斯克就呼吁關(guān)注者放低期待值,,“這是一枚非常復(fù)雜的巨型火箭的首次發(fā)射”,“我們會非常小心,,如果我們看到任何讓我們擔(dān)心的事情,,我們就會推遲(發(fā)射),。”
17日較早時間,,部分航天愛好者在社交平臺上票選“Booster 7”和“Ship 24”的最終命運(yùn),,列舉了十余個選項。不過,,對于馬斯克來說,,即便“有百萬種可能會失敗”,但可以預(yù)見的最壞的結(jié)果是“炸毀發(fā)射臺”,,“如果我們在出現(xiàn)問題之前離發(fā)射臺足夠遠(yuǎn),,那么我會認(rèn)為這是成功的?!币坏┌l(fā)射臺被損壞,SpaceX將不得不花費(fèi)數(shù)月重建發(fā)射場,。目前,,SpaceX仍在為試飛制造多枚火箭,團(tuán)隊做好了多次嘗試的準(zhǔn)備,。按照馬斯克3月接受采訪時的預(yù)期,,“我認(rèn)為今年有八成希望能(有一枚)進(jìn)入軌道?!?/p>
NASA“載人著陸系統(tǒng)”(HLS)項目經(jīng)理麗莎·沃森-摩根曾將SpaceX的成長形容為一個螺旋向上的過程,,“他們建造、測試,、飛行,,從中學(xué)習(xí),然后再次循環(huán),?!睆囊淮未问≈锌焖賹W(xué)習(xí)一直是SpaceX的研發(fā)模式?!俺晒θQ于我們能從這樣的測試中學(xué)到多少,。隨著 SpaceX 迅速推進(jìn)星際飛船的開發(fā),這將為未來提供信息并提高成功的可能性,?!?7日的首發(fā)倒計時階段,SpaceX在社交平臺上如是說,。
Space.com曾列舉了從“星艦SN1”到“星艦SN15”共9個原型機(jī)在發(fā)射中發(fā)生事故的原因,,并總結(jié)出SpaceX團(tuán)隊對待失敗的態(tài)度以及他們從事故原因出發(fā)繼續(xù)改進(jìn)技術(shù)、優(yōu)化方案的過程,。在一次次試飛甚至爆炸中學(xué)習(xí)是必經(jīng)階段,,代價也是昂貴的,,即便是對于SpaceX這樣的明星企業(yè),即便它的創(chuàng)始人是全球最富有的人之一,。來自風(fēng)險投資公司Space capital和研究咨詢公司 Bryce Tech的數(shù)據(jù)顯示,,SpaceX在2020到2022年相繼籌集了26億、18億和20億美元的風(fēng)險投資,。而據(jù)2023年1月CNBC獲取的消息,,SpaceX將在新一輪融資中籌集7.5億美元資金,該輪估值達(dá)到1370 億美元,。
馬斯克創(chuàng)立SpaceX的愿景是“為人類購買一份應(yīng)對生存危機(jī)的保險”,。“地球迄今約有45億年歷史,,但人類尚未成為跨星球生存物種,,也不確定留給我們的時間還有多久?!痹隈R斯克看來,,要確保人類長期生存,殖民火星至關(guān)重要,?;鹦鞘翘栂抵信c地球環(huán)境最相似的行星,是目前公認(rèn)的適宜人類居住改造的最佳候選行星,。據(jù)他估算,,要在火星建造一座城市,至少需要運(yùn)送一百萬噸物資,。當(dāng)前,,設(shè)計運(yùn)載能力可達(dá)100-250噸并可在數(shù)小時內(nèi)重復(fù)使用的“星艦”是實(shí)現(xiàn)在火星建立“自給文明”的前提。
不過,,相較于“殖民火星”的遠(yuǎn)景,,SpaceX有更迫切的時間表。2021年4月,,作為“阿爾忒彌斯計劃”的一部分,,NASA選擇了SpaceX為其開發(fā)載人著陸器。按照原計劃,,“星艦”最早將于2025年將兩名美國宇航員安全地送上月球表面,。
無論如何,人類不會停止為成為多行星物種而努力的腳步,。地球上,,博卡奇卡的海灘邊,昔日佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的熱鬧正再次上演,。4月17日,,“星艦”首飛的視頻直播間里,,一個用戶名為“Peter McNicol”的網(wǎng)友留言道,“有生之年我想看到你們把人類送上火星,。我已經(jīng)82歲了,,所以快點(diǎn)吧!”