又双叒叕炸了！SpaceX今晨直播炸飞船
发布时间：2020-12-10 17:59:52来源：果壳
SpaceX又直播炸火箭了！
今天一早，星舰飞船SN8原型机进行了12.5千米高空飞行测试。在最后即将垂直着陆的一瞬间，星舰原型机炸了。
又双叒叕炸了！
SpaceX全程直播如何“炸掉”星舰SN8|SpaceX
星舰，Starship，是SpaceX正在研发的、具有划时代意义的太空飞船，直径9米。它的最终设计目标是两级火箭，总长122米。今天试飞的飞船部分，也是未来的火箭二级，高约50米。
完成后，星舰火箭将是人类史上最强大的运载火箭，使用SpaceX新一代液氧甲烷发动机猛禽（Raptor）。火箭总重超过5000吨，远远超过土星五号登月火箭（3000吨），近地轨道运力超过100吨，飞船载人能力超过100人。
相比较而言，各航天大国现役和在研的最新一代主力载人飞船，上限运输能力为7人。
星舰的最终形态概念图|SpaceX
星舰的测试核心在于飞船部分/火箭二级。它不仅要拥有强大的推进能力，还要实现从太空轨道回收复用，是目前一系列测试的主角。
按照SpaceX的“从失败中总结经验并快速迭代”思路，星舰建造了一系列原型机，如Starhopper、MK1、MK2、MK4、SN1（MK3）、SN2、SN3、SN4、SN5、SN6、SN7、SN8等。考虑到星舰的测试从2019年3月份才开始，这个迭代速度相当惊人。
它们都有一个共同的特点：务实。这些远远不如PPT效果图的试验机简直“丑陋不堪”，主要的金属结构竟然是不锈钢做的，其他部分也是能糙就糙。
这也是这个商业航天公司成功的秘诀：快速技术迭代，甚至设计出来就是用来炸的。因此，SN8爆炸之后，网络上质疑声音并不多，更多的是支持和鼓励。
无比“丑陋”的第一版Starhopper|SpaceX
其实早在去年Starhopper时期，相关测试已经取得了巨大的成功。2019年4月到8月间，它从能飞起来，一直突破到了能飞150米高并悬停、顺利降落。
Starhopper的150米试飞|SpaceX
而后续的SN系列，基本上是更全面的测试，包括火箭发动机、推进剂系统、控制系统、电子系统等。由于还处在预研阶段，失败也是很惨烈，例如著名的加压测试（Pressuretest）就炸掉了前三个SN。
SN4时已经实现了重大突破，也迈入了至关重要的静态点火阶段。SpaceX火箭一大特色是静态点火，这与他们火箭发动机能复用、推力可控、带牵制释放机构等一系列技术是分不开的。SN4在最终测试爆炸之前突破了5次静态点火试验。
猛禽发动机的两个版本，左为海平面版，右为真空版|SpaceX
SpaceX给星舰准备的是猛禽发动机，最大单机推力220吨，可变推力，真空中比冲高达380秒。大量使用3D打印，自重仅1.5吨，推重比超过200，成本大幅低于同类竞品。猛禽指标全方位超越墨林发动机。如果说墨林成就了猎鹰9号和猎鹰重型，猛禽也将造就星舰的未来。
猛禽发动机使用液氧甲烷推进剂，比冲虽然依然低于液氧液氢发动机，但略高于液氧煤油。且液氧和甲烷的保存温度/沸点非常接近，温差不大，甲烷的密度较大、节省推进剂储存空间，整体上容易储存，难度远低于液氧和液氢。甲烷制备费用远低于液氢，发动机几乎没有积碳结焦问题，设计简单，维护很方便，是可回收火箭的最优选择。
星舰SN5原型机的“蚱蜢一跳”|SpaceX
SN5原型机今年8月实现了150米高的“蚱蜢一跳”。虽然才1台发动机，飞起来还歪歪扭扭，但是对星舰项目有着重大意义，首次成功验证了猛禽发动机的推进能力、变推力和矢量控制能力，检验了结构设计、材料设计、制造工艺稳定性。
后续的SN6在此基础上继续测试，全方位升级。试验期间，核心的飞船姿态控制、质心和推进剂分布控制、整体结构和材料、起飞和着陆关键技术等，都基本成熟，为下一步验证进一步铺垫。
SN7虽未进行实际飞行测试，但在地面进行了推进剂储箱的极限加压测试（最终成功炸裂）。
SN8的核心测试是底部的3台猛禽发动机|SpaceX
SN8的目的是进行3台发动机、最高达到12.5千米的发射与回收测试，实际的技术跨越非常大。
3台发动机需要在飞行过程中多次组合点火、变推力和矢量控制，降落阶段还要配合气动翼面让飞船从平飞变为垂直降落，快速制动，整体控制难度远超以往，可以说是史无前例。
SN8从起飞到炸机全程回放|SpaceX
本次测试仅历时6分多钟，SN8成功完成了起飞、掉头、减速、翻跟头等一系列复杂操作，在垂直降落过程中的最后一刻，由于推进剂储箱在着陆期间压力过低，发动机推力异常，失速坠地爆炸。
另一个视角的SN8降落（失败）过程|CosmicPerspective马斯克在第一时间发推，解释了最后炸机的原因，并称试飞取得了所需的全部数据。
埃隆‧马斯克第一时间发推，最后说了句“噢耶！！”|ElonMusk
从测试的角度来说，这次炸机可以算是很成功了。
炸碎了一地的SN8，字幕显示，SN9，下次你上！|SpaceX
有意思的是，在直播的最后阶段，面对一片狼藉的爆炸现场，SpaceX在直播视频里打上了字幕——“SN9，下次你上！”
事实上，SN9原型机也早已建成，排队等着下一次试飞了。
星舰SN9已建成，下一飞顶上|AustineBarnard
或许，这就是敢于直面爆炸和失败的勇气，也是发展航天的不懈动力。下一步，SN9会再次挑战这项测试。未来的星舰原型机，加上更多热防护能力和结构强度设计，还将挑战更大高度的测试，甚至入轨。
星舰正式服役后艺术效果图|SpaceX
未来的星舰测试，几乎肯定会再次发生爆炸，但它的发展方向，以及它对人类航天的意义，不会受到太大的影响。毕竟，星舰总共才迭代了2年，且进展迅速。
如果星舰和超级重型火箭组合能在未来10年内成熟，它将成为超过全世界各航天大国的顶级官方航天产品。NASA也很清楚，在即将进行的重返月球载人登月任务，给了SpaceX重要的载人登月合同。
如果一切顺利，星舰将会抵达月球表面，随后登陆火星，甚至迈入更远的深空。
作者：太空精酿
编辑：Steed
一个AI
一年一次的炸机指标，今年已经超额好几回了吧……
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