馬斯克的終極星際大殺器 " 星艦 "，即將迎來(lái)首飛！

這個(gè) " 瘋子 " 在 2017 年提出星艦計(jì)劃，這是一項(xiàng)推動(dòng)人類前往火星和月球，以及在地球軌道上實(shí)現(xiàn)太空旅行的瘋狂計(jì)劃。既是上天，就涉及到 " 交通工具 "，SpaceX 星艦由此誕生。在歷經(jīng)整整 4 年的各種測(cè)試、點(diǎn)火、試飛后，星艦終于到了第一次完全組合體發(fā)射。

然而，原定的 4 月 10 日發(fā)射時(shí)間最后被 " 鴿 "，在網(wǎng)友不斷催促下，馬斯克終于模糊表態(tài)，說(shuō)會(huì)在 4 月份的第三個(gè)周末 ( 15-16 日 ) 首飛。由于有前車之鑒，很多人這次也沒(méi)有把馬斯克的話當(dāng)真。

但繼馬斯克后，SpaceX 官方也發(fā)推聲明：星艦已在星艦基地完全堆疊，測(cè)試團(tuán)隊(duì)正致力于下周濕彩排，約一周后將進(jìn)行星艦首次綜合性試飛，正等待監(jiān)管部門的批準(zhǔn)。此前專業(yè)航天媒體 NSF 的 Alex 也爆料稱，SpaceX 將在本周六完成發(fā)射準(zhǔn)備審查后，直接進(jìn)入發(fā)射環(huán)節(jié)。這些消息綜合起來(lái)，都透露出一個(gè)訊息：星艦已經(jīng)做好準(zhǔn)備，就差 FAA 發(fā)射許可證。而據(jù)消息人士透露，這兩天應(yīng)該就會(huì)下發(fā)該許可。按照時(shí)間來(lái)推斷，最早和最有可能的就是下周一（4 月 17 日）。

而實(shí)施星艦首飛任務(wù)的博卡奇卡封路通知也已發(fā)布，封路首選日期為 4 月 17 日，備選日期為 18 日和 19 日。這次星艦將進(jìn)行軌道級(jí)飛行測(cè)試 ( OFT ) ，目標(biāo)是低地軌道 ( LEO ) ，嘗試?yán)@地球飛行一圈，最后在夏威夷附近的太平洋上海上著陸。

(相關(guān)資料圖)

如果成功的話，那意味著人類離月球生活就又進(jìn)了一小步。這也讓人愈發(fā)好奇，這個(gè) " 交通工具 " 究竟可不可靠。簡(jiǎn)單來(lái)講，星艦是由上級(jí) " 星際飛船 " 和下級(jí) " 超級(jí)重型助推器 " 組成的兩級(jí)火箭，其結(jié)構(gòu)類似于普通的火箭，但尺寸要大得多。 完全堆疊時(shí)，高度達(dá) 120 米 ( 大約 40 層樓 ) ，堪稱史上最高火箭。其中星際飛船是執(zhí)行各種太空任務(wù)的載具，它配備 3 臺(tái)海平面版猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)和 3 臺(tái)真空版猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)。而助推器是用來(lái)將星際飛船送入軌道，它底部多達(dá) 33 臺(tái)第二代海平面版猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)，能提供超 7200 噸的推力。在助推器助力下，星際飛船能夠搭載 100 多噸的貨物或者 100 多名乘客送往地球軌道、月球、火星甚至更遠(yuǎn)的深空。

這段長(zhǎng)旅途也對(duì)燃料提出了要求，最后一種新型的液態(tài)甲烷成為最佳推進(jìn)劑。與傳統(tǒng)的液氧煤油或液氧氫相比，液態(tài)甲烷更加的環(huán)保、高效和便捷。

除了燃料，星艦的降落方式也很新穎，它未采用傳統(tǒng)傘降回收方式，而是直接垂直降落，這樣就不用額外增加其它重量，同時(shí)定點(diǎn)著陸也能減少對(duì)地形的要求。想法是好的，但實(shí)施起來(lái)困難不少，比如精準(zhǔn)控制軌跡和減速等。先說(shuō)軌跡控制，它是裝備了四個(gè)可移動(dòng)的翼面結(jié)構(gòu)，這些翼面結(jié)構(gòu)能根據(jù)飛行狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)角度，以保持飛船的穩(wěn)定性和可操縱性。

至于減速，最終星艦下落時(shí)采用一種 " 肚皮朝下 " 的姿態(tài)，在高速下降時(shí)將自身的底部朝向飛行方向，充分利用空氣阻力 " 反推 " 減速。

而得益于材料的可靠性和降落方式等各種因素，理想狀態(tài)下，星艦將是一種完全可重復(fù)使用的運(yùn)輸系統(tǒng)。在馬斯克的設(shè)想中，星艦一天可以發(fā)射 3 次，向火星運(yùn)送百萬(wàn)噸物資。要想實(shí)現(xiàn)這一愿想，擺在眼前的第一步就是星艦要能發(fā)射上去。而過(guò)去幾年，星艦測(cè)試計(jì)劃可謂命途多舛，先是 Mk1、SN1 和 SN3 三臺(tái)原型機(jī)均未通過(guò)低溫驗(yàn)證測(cè)試。

SN2 倒是通過(guò)了低溫測(cè)試，但該原型機(jī)不符合飛行條件。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)后，SN4 走到了點(diǎn)火這一步，并順利完成了 4 次靜態(tài)點(diǎn)火測(cè)試，可惜第 5 次靜態(tài)點(diǎn)火后它炸了 ... 還沒(méi)上天呢，就壯烈犧牲。沒(méi)辦法，只有靠 SN5 來(lái)挽尊。

好在 SN5 多次靜態(tài)點(diǎn)火無(wú)誤后，終于能執(zhí)行首次單引擎低空飛，最后它不負(fù)眾望，點(diǎn)火后緩緩升空飛到 150 米高度。在空中飛行大約一分鐘后，SN5 緩緩降落在附近地面上。SN5 升空▲

雖然這只能算一次 " 短途 " 嘗試之旅，但也代表著星艦原型機(jī)第一次成功升空。試驗(yàn)成功后，馬斯克在 Twitter 上表達(dá)了自己的喜悅之情，看來(lái)我們離殖民火星又近了一步。

同年年底，星艦 SN8 在得克薩斯州進(jìn)行了首次高空試飛。試飛中，SN8 成功達(dá)到約 12.5 公里高度 ( 12500 米），這次飛的更高了，但意外來(lái)了：落地瞬間發(fā)生了爆炸。SN8 落地瞬間爆炸▲

之后的星艦 SN9、星艦 SN10、星艦 SN11 在試飛著陸時(shí)都是歷經(jīng)坎坷，" 炸了又炸 "，到星艦 SN15 試飛時(shí)終于平穩(wěn)落地。至此，星艦原型機(jī)在不斷坎坷中艱難完成了亞軌道試飛。之后也多次完成了亞軌飛行測(cè)試，并成功摸索出可控飛行方法。

SN15 完美著陸▲

星艦團(tuán)隊(duì)還多次測(cè)試了越來(lái)越復(fù)雜的靜態(tài)點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn) 31 臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)的全程點(diǎn)火測(cè)試——這是航天史上同時(shí)點(diǎn)火最多的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)早期計(jì)劃，星艦今年完成首次軌道試飛，來(lái)驗(yàn)證整體性能和可靠性，為后續(xù)太空任務(wù)打下基礎(chǔ)。

前面說(shuō)了，星艦并非是 " 一次性用品 "，它能重復(fù)利用，將源源不斷的人和貨物帶網(wǎng)火星并建立基地。而這也將付出巨大的發(fā)射成本。對(duì)此馬斯克曾表示過(guò)，單次發(fā)射成本僅約 200 萬(wàn)美元，這幾乎是目前獵鷹 9 號(hào)發(fā)射成本的 1/10 不到。

對(duì)應(yīng)其 100 噸的低軌道運(yùn)載能力，可以將每公斤有效載荷發(fā)射入軌成本降低到驚人的 10 美元。

按現(xiàn)有計(jì)劃，星艦還能在太空完成中途添加燃料的工作。這使得星艦可以少裝燃料多裝人 / 貨。燃料不夠時(shí)在太空與能源星艦對(duì)接補(bǔ)充燃料。可以說(shuō)全方位節(jié)約成本了。

這也讓很多人在期待星艦首飛，但馬斯克曾說(shuō)過(guò)，首次發(fā)射基本上屬于是拋硬幣的玩法，成功概率約為 50％。怎么說(shuō)呢，沒(méi)有人會(huì)想故意失敗，一旦決定發(fā)射星艦，最終成不成功不知道，但一定已經(jīng)盡力了。

但前期沒(méi)法保證百分百成功，怕大眾期望值太高，所以只預(yù)估一半的機(jī)率。就像重型獵鷹發(fā)射前，馬斯克也說(shuō)了同樣的話，什么 50% 啦，不炸在發(fā)射臺(tái)上就是成功啦。基本上這就是屬于一種流程式的預(yù)防性挽尊，降低期望用的。

馬斯克曾表示，他希望在本世紀(jì)內(nèi)建造至少 1000 艘星艦，祝他早日實(shí)現(xiàn)吧。當(dāng)然，這眼前的就是星艦首飛順利。

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