圓滿成功!星艦第四次試飛,馬斯克這次真的成了

小別 3 個月,星艦的第四飛來了!

當地時間 6 月 6 日早晨,天朗氣清,墨西哥灣海岸,德克薩斯州博卡奇卡發射場,再次人聲鼎沸。

發射前一切正常,倒計時沒有中斷地數秒到零,但接下來出了一個小小的意外:助推器 33 個猛禽發動機,其中一臺沒能正常點火。

▲ 注意左下角的指示燈

不過,航天器仍然在筆直火焰中隆隆奔向天空,在霧靄和陽光間如一支巨型的穿雲箭,留下見之難忘的瑰麗痕跡。

升空後大約 2 分 50 秒,一二級成功實現熱分離。

星艦起飛百看不厭,但這已經屬於常規操作,類似的場景我們在第三飛裡見過,有驚無險的開頭過去,真正的好戲還在後面。

這一次,星艦試飛終於經歷了完整的飛行過程,實現了圓滿成功。

史詩般的成就!有驚無險地實現 3 個目標

星艦系統主要分爲兩級:第一級,底部的超重型助推器(Super Heavy);第二級,頂部的星艦航天器(Starship)。

第四飛的重點,是第三飛沒有完成的事情——測試航天器和助推器的返航和回收能力。

或者可以概括爲:不要燒燬,不要燒燬,不要燒燬。

▲ 星艦第四飛時間表,基於官網信息,GPT-4o 翻譯

第四飛比較關鍵的時刻有 3 個:7 分鐘左右,助推器在海上軟着陸;47 分鐘左右,航天器克服高溫再入大氣層;1 小時 05 分左右,航天器最終調整姿態濺落海面。

助推器的軟着陸,星艦起飛沒多久就能見證。

3 分鐘左右,助推器啓動返航點火。爲了增加成功率,4 分鐘左右,助推器在返航時拋棄了熱分離環,減少在飛行最後階段的質量。

此前的三次試飛中,助推器都以爆炸結尾,沒能善終,但這一次是例外,7 分 30 秒左右,助推器終於首次降落在了海面,直播現場人羣都沸騰了。

助推器成功着陸了海面,也就意味着離發射場回收更進一步。用暱稱爲「筷子」的機械臂捕獲助推器的科幻場景,可能真的變成現實。

▲ 模擬視頻,發射臺使用特殊機械臂「筷子」捕獲助推器

接下來的看點,是航天器受控再入大氣層,沿用之前的飛行軌跡,計劃濺落在印度洋。

最理想的情況是,航天器再入大氣層時成功承受住上千攝氏度的極端高溫,最終在受控的位置執行海面着陸,但也可能像第三飛時那樣,在這個階段失聯和損毀。

我們看到的過程有些跌跌撞撞,好像某段代碼雖然有 bug,但最終能運行。

航天器經歷了漫長滑行,緩慢地️減速,一路「火花帶閃電」,隔熱瓦看起來搖搖欲墜,也讓人擔心是不是就在解體的邊緣。

不過,這樣難得的「宇航員視角」畫面,平時確實也難得一見。

中途還中斷了幾次直播,就算恢復了也糊成一片,靠星鏈提供信號。但有驚無險是這次試飛的主旋律。

連主持人都在開玩笑說,讓我們看看航天器最終還能剩下多少。但從結果來看,航天器的姿態還是改成了垂直,併成功濺落海面。

現場歡呼聲一片,涌起了開香檳的氛圍。SpaceX 也立刻發文確認:第四次試飛圓滿完成。

馬斯克也祝賀了 SpaceX 團隊:「儘管損失了許多瓷磚並損壞了襟翼,星艦仍然成功在海洋中軟着陸!恭喜 @SpaceX 團隊取得史詩般的成就!」

可以說,第四飛又闖過了一次鬼門關。

爲什麼再入大氣層和回收對星艦這麼重要?

如果說第三飛完成了進入軌道的目標,第四飛更加接近星艦的終極目標——讓火箭可完全重複使用,從而用來降低成本,實現航天飛行商業化。

馬斯克認爲,這是實現火星移民和其他太空探索所需的關鍵技術突破。如果火箭完全可重複使用,那麼每次發射的成本主要就在於燃料。

只有第四飛的目標實現了,再入大氣層成了,受控海面濺落穩了,才能談軟着陸回收,乃至火箭的完全可回收和複用。

圓滿的第四飛,站在前三飛的肩膀上

再來快速回顧一下星艦前三次試飛——

炸了!馬斯克的星艦首飛失敗

馬斯克的星艦又炸了,但有兩個好消息

馬斯克的星艦第三次試飛,距離成功最近的一次

將幾次試飛連起來看,才能明白走到第四飛是相當不容易的事情,每一次都有進步,每一次都飛得更高更遠。

2023 年 4 月的首飛,多臺發動機不正常,一二級未成功分離,升空 4 分鐘就變成了火球。

2023 年 11 月的第二飛,發動機全部正常點火,升空 2 分 40 秒左右,一二級首次嘗試熱分離便成功,但隨後一級爆炸,二級繼續飛行一段時間後自毀。

▲ 三次試飛的對比圖

前兩次直播草草結束,2024 年 3 月的第三飛直播,延續了近一個小時,完成了幾個第一。

然而,第三飛的回收和再入大氣層並不成功。

助推器應當濺落在墨西哥灣,但在嘗試返航着陸時發生「快速非計劃解體」,在大約 462 米的高度結束飛行。

航天器也在返回地球大氣層時信號中斷並失去蹤跡,可能燃燒或者解體。

▲ 第三飛航天器返回地球大氣層的場景

SpaceX 事後分析,失敗原因包括助推器發動機過濾器堵塞、航天器滑行階段姿態控制出了問題......

儘管如此,第三飛的完成度已經很高了,總體可以打個 80 分。

▲ 星艦第四飛的助推器和航天器詳解圖. 圖片來自:X@BingoBoca.

爲了第四飛,SpaceX 吸取了第三飛的經驗教訓,進行了多次軟硬件升級和操作變更,包括完善航天器的隔熱罩和側滾控制,以及在助推返航後放棄助推器的熱分離環。

但也只有真正起效了,就像我們在直播中看到的那樣,SpaceX 才能確信,這些改進是有用的。也是因爲這樣,星艦的每次試飛都有看點。

從實操裡快速得到經驗和教訓,然後每一次都做得更好,這是 SpaceX 開發星艦的方式。技術不會沉默着進步,一點一滴都是火光和轟鳴的修行。

讓地球生命前往多行星,星艦的目標依然很艱鉅

星艦的第四飛是圓滿了,但對於 SpaceX 來說,這只是一個需要完成的小目標,一個更接近藍圖的測試發射。

星艦是人類史上體積最大、推力最強的運載火箭,也是第一個被設計爲可完全重複使用的火箭。

最終,星艦應當搭載人類進行長時間的星際飛行,實現火星夢、行星夢、恆星夢,飛出個未來。

然而直到目前,SpaceX 還在努力證明,沒有載人的情況下,星艦可以在地球表面和近地軌道之間實現可靠的飛行和回收。

6 月 1 日,日本億萬富豪前澤友作宣佈取消和 SpaceX 合作的「dearMoon Project」載人環月之旅,又側面反映了星艦開發的漫長、艱難和不確定性。

未來,星艦的任務還有衛星部署、星際運輸、低地球軌道以外的在軌加註,才能將人類送到月球和火星以及更遠的地方,NASA 的阿耳忒彌斯登月計劃也包括其中。

▲ 多代星艦

而且,目前參與試飛的都是星艦 1.0,之前馬斯克在直播裡劇透,高度更高、推力更猛的星艦 2.0 將要來了,甚至星艦 3.0 也在計劃中。星艦的第二座發射臺也已經開建。

▲ SpaceX 的目標是開發讓生命在多行星上生存所需的技術

地球軌道只是階段性任務,星艦的終點應該是星辰大海。

馬斯克曾說,如果以文字論文明短長,5500 年前誕生了原始的楔形文字,相較地球存在的 45 億年,和宇宙存在的 138 億年,人類文明不過一眨眼,像黑暗裡微弱的蠟燭。

正因此,我們應當在人類文明尚且強大的時候,保護地球上稀薄的生命意識,將它擴展到火星,然後擴展到太陽系和其他星系,發展出一個多行星文明,甚至多恆星文明,在星際間自如穿梭。

這讓人想起俄羅斯火箭科學家齊奧爾科夫斯基的一句名言:「地球是人類的搖籃,但人不可能永遠生活在搖籃裡。」

直播的最後,主持人都激動得無話可說,連連感嘆「What A Day」,多麼美好的一天。

人類熱切地在羣星之間探索,多半徒勞無功,但偶爾也能成功。雖遇險,終能不陷不困。只要有耐心,前途光明亨通。

儘管我們時常憂心忡忡,但頭頂星空,仍有一些美好和殘酷的冒險能夠激勵我們,我們所擁有的不只是現在,我們可以爲自己是人類的一部分而自豪。