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旅居太空,马斯克的“星舰”有多大可能?

2023-12-06 09:20:01 来源: 世界新闻网 责任编辑:张春 点击图片浏览下一页

SpaceX的“星舰(Starship)”经历了第二次试射,虽然最终未能进入预定轨道,但这一次它比首秀走得更稳更远——半年内迭代1000多项技术,验证33台发动机并联可行,距离人类“多行星化”的雄心再进一步。

“多快好省”是一场“极难模式”

“星舰”除了其宣称的大块头、大载荷、大推力,能够以更低成本、更高效率地往天上送卫星,更重要的是,它寄托着人类绕月飞行、去火星旅居的宏大愿景。以“未来有多远,人类就该走多远”为己任的马斯克,想要在火星建造城市,要先完成送100万人去火星的小目标。

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当地时间11月18日,SpaceX 公司的“星舰”重型火箭在美国德克萨斯州进行第二次试飞(图片来源:视觉中国)

理论上,“多快好省”是“星舰”要解决的头等问题,也是其与一次性火箭之间的最显著差异。实际中,“多快好省”意味着呈指数型增长的技术难度,是无数复杂技术的耦合,数以万计动态变化中的技术障碍,是几乎从一开始就注定无数次失败的“极难模式”。

“星舰”完全放弃了传统的研制体系。从液氧甲烷推进剂、不锈钢舰体,到单一发动机型号、露天装配测试,每一处都是“星舰”一项接一项首创。美国宇航局研制的“太空发射系统”运载火箭(SLS)发射一次的费用高达41亿美元,而“星舰”采用的猛禽发动机一台造价仅为25万美元。根据马斯克的测算,“星舰”大规模生产后成本仅为2亿美元。以失败为“壁垒”

不少人用“失败”来为“星舰”二次试射定性。但一些从业者包括中国商业航天的创业者提供了另外一种说法:“(星舰)没有失败,它只是还没走到最后一步。”这一成败交织的状态被业内称为“失败成功学”。

以失败为“壁垒”,与SpaceX为激进的技术路线确定的工程理念与发展模式密切相关。快速迭代开发是SpaceX创新突破的基石。比起传统研发模式,需更长周期的模拟和相对充足的地面测试,SpaceX更愿意承担真实环境试飞的风险,做可持续优化的技术迭代。“创新-进化-重复”这一循环,能够更迅捷地发现问题、解决问题。

在“首秀”炸出大坑之后的半年内,“星舰”基于第一次失败积累的大量真实数据,实施了超过1000项迭代升级,持续改进安全与性能。成长中的“星舰”,大概率还将面临若干次失败。

“一盎司的行动,抵得上一吨的理论”

有从业者表示,原理上也许不难,但比起“一吨的理论”,“一盎司的行动”或许更加可贵。为实现全复用,“星舰”二级首创了火箭、整流罩、飞船一体化设计。剔除着陆腿、抓取机械臂回收助推器、液冷钢板代替导流槽、多发动机并联等一系列“首创”,都是“逢山开路、遇水架桥”的结晶。

液氧甲烷燃料具备无毒环保、高比冲、低成本、易于重复使用的特点,有助于减少发动机内部结构磨损。此外,液氧甲烷可在火星等外太空环境中制备,意味着这款火箭更适宜在火星执行补给任务。“星舰”首选的不锈钢成本远低于碳纤维或铝合金,也更易承受高温和高速下的压力。

“星舰”的另一竞争力在于其能实现富氧预燃的猛禽二代全流量液氧甲烷火箭发动机,能以全流量分级燃烧技术,实现高比冲、高推重比、造价低廉、可复用,其预燃室温度更低,燃气涡轮耐久性更好,预燃室温度相同的前提下输出的功率更高。

火星在闪烁,月球在等候,深空在召唤。时不我待的马斯克已投入“三飞”的筹备中。尽管还有可能面临失败,但前行者无数,历史只留下开创的那一个。原标题:【《旅居太空,“星舰”可能吗》半月谈记者:张漫子】

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