李添諾|文
宋辰|編
美國當地時間10月13日7時25分,SpaceX的火箭“星艦”在得克薩斯州進行第5次試飛。
發射約7分鐘后,火箭助推器返回發射場。不過,它并不像SpaceX此前的“獵鷹”火箭助推器在降落前垂直降落地面,而是被發射塔巨大機械臂抱住。
這個畫面震驚了全球觀眾。因為此次發射不僅展示了“星艦”前所未有的技術成就,也標志著人類太空探索的步伐再次前進了一步,SpaceX首席執行官埃隆·馬斯克吹過的牛又一次被證明成功了。
“星艦”火箭總長約120米,直徑約9米,由兩部分組成,第一級是長約70米的“超級重型”助推器,第二級是“星艦”飛船。兩級均可重復使用。
試飛成功后,SpaceX聲明,此次試飛是公司首次嘗試并成功實現火箭助推器的著陸回收。馬斯克也在個人社交平臺X(原推特)發文:“發射塔夾住了火箭!!”并配上火箭發射成功后的照片。
“星艦”是迄今體積最大、推力最強的運載火箭,也是可回收、重復使用的航天運輸系統,比SpaceX現有的“獵鷹9”和“獵鷹重型”運載火箭更大,可將超過100噸載荷送入地球軌道。
“星艦”的設計目標就是將人和貨物送至地球軌道、月球和火星等地。馬斯克曾表示,SpaceX將在兩年內向火星發射第一批不載人“星艦”飛船,如果順利著陸,SpaceX將在四年內首次向火星發射載人飛船。
隨著此次機械臂成功夾住返回地面的火箭助推器,意味著“星艦”的成本將大大降低,為未來將人類送上火星的計劃鋪平了道路,馬斯克的“火星移民計劃”也再進一步。
馬斯克曾宣稱,“星艦”首次發射成本約為30億美元。根據他的設想,最終版的“星艦”每次可將100人送上太空,發射成本可降至每次200萬美元,相當于每人2萬美元。
此次發射引發全球科技界的躁動。網友在X上驚呼“這簡直是科幻小說。”馬斯克回復道:“沒有虛構成分的科幻小說。”
中國科幻作家劉慈欣不久前也談到了馬斯克:“他像是從科幻小說里‘跳出來’的人。把很多科幻小說里的東西都變為了現實。”
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送100萬人去火星生活
在本次發射前,“星艦”已進行了4次試飛,分別是:
2023年4月首次試飛,火箭在第一、二級分離前爆炸;
2023年11月第二次試飛,火箭第一、二級成功分離,但隨后助推器和飛船先后爆炸;
2024年3月第三次試飛,火箭第一、二級成功分離,但助推器在嘗試著陸點火后意外解體,飛船失聯;
2024年6月第四次試飛,火箭第一、二級成功分離,并分別按計劃落入墨西哥灣和印度洋。
由此可見,“星艦”雖然經歷了多次失敗,但每次試飛都取得了穩步進展。
SpaceX首席執行官埃隆·馬斯克
馬斯克一直熱衷于太空探索,早在十多年前,他就喊出了人類定居火星的豪言壯語,要實現人類“火星移民”計劃,送100萬人去火星生活,建立火星社區。
2002年6月,馬斯克建立SpaceX。經過十多年的試錯,開發了可部分重復使用的“獵鷹1號”和“獵鷹9號”運載火箭以及“龍”飛船。
2008年,是SpaceX的一個轉折點。那一年,公司與美國國家航空航天局簽署了商業航天合同。在美國國家航空航天局的支持下,太空探索技術公司快速完成了一輪又一輪的地面試驗和發射試驗。
2019年1月6日,馬斯克在社交媒體曝光了星際飛船的模擬圖,并表示計劃在4到8周內進行試驗飛行器的首次下降測試。2020年2月,“星艦”SN1原型機在一次液氮壓力測試中發生爆炸。
事實上,“星艦”擁有不少原型機,包括Starhopper,SN5,SN6,SN8,SN9,SN10,SN11等,其中數臺原型機在測試當中直接爆炸。
按照SpaceX的最初預期,公司2022年將發射貨運飛船去火星,2024年已經可以執行載人計劃。要實現這個計劃,馬斯克要走一段漫長的路,而最棘手的就是降低成本。
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探索從降低成本開始
自美國火箭發動機發明家、現代火箭技術之父羅伯特·戈達德,在1926年3月16日于?馬薩諸塞州奧本鎮發射世界第一枚?液態燃料火箭后,人類便開始向未知的外太空進行探索。
不過,近100年過去,在傳統的航天發射中,火箭往往是一次性使用。
馬斯克不止一次強調,降低進入太空的成本,是打開人類太空時代的關鍵一步。他是這么想的,也是這么努力的。
他降成本的方法其實也不難理解,那就是反復利用。但無數航天航空專家都提出過反復利用設想,卻都未成功。
2010年4月,時任美國總統奧巴馬參觀位于美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地的SpaceX發射基地時,馬斯克提出了當時讓奧巴馬震驚的想法——讓火箭到達太空之后,再原路返回降落到指定位置。
在馬斯克的設想里,火箭和飛船就像飛機一樣,可以多次起降和飛行,這樣不僅可以大大降低火星運輸的成本和難度,也可以提高火星運輸的效率和頻率,提高商業航天的競爭力。
從2011年開始,SpaceX就開始了一級火箭的回收復用實驗。上百次迭代實驗失敗,讓SpaceX一度瀕臨破產邊緣,終于在2015年12月“獵鷹9號”第20次飛行任務中,SpaceX成功回收第一級火箭。
2020年,SpaceX公司逐步掌握了貨運/載人“龍”飛船的降落傘濺落回收技術,以及“獵鷹9號”運載火箭的反推垂直著陸技術。
馬斯克實現了他向奧巴馬吹過的牛。
在往后的任務中,只要剩余燃料充足,SpaceX都會嘗試回收第一級火箭,至今已完成300多次火箭回收,而馬斯克最終的目的就是實現SpaceX“星艦”的可重復使用。
根據航天產業網研究團隊的分析,一架火箭的制造成本在1.8~1.9億元之間最為多見。商業火箭有想要實現真正的產業化,最重要的就是可回收多次利用。
馬斯克曾在發布會上透露,“星艦” 未來6~8小時就可以重復使用,這樣一天就可以發射3次,助推器大約每小時就能發射一次。每次發射可能只需幾百萬美元,甚至可能只需要100萬美元。”
反觀其他火箭發射,日本一架H-2A火箭曾每次發射需要花費1.5~1.7億美元,美國德爾塔-4發射成本約為1.4億美元/枚,俄羅斯主力運載火箭聯盟-FG運載火箭每次發射費用約為5000萬美元。和它們相比,“星艦”的發射成本可能都不及它們的百分之一。
而除了在火箭回收計劃上求創新,“星艦”的材料也和其他火箭不一樣,它采用了爭議較大的全箭不銹鋼結構設計——因為相比更貴的碳纖維,不銹鋼重但真省錢,成本每公斤僅為4美元,而碳纖維、鋁鋰合金的成本分別是每公斤130美元和40美元。
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金錢支棱起來的夢想
目前,世界上還沒有第二家航天公司能實現火箭回收。憑借著“龍”飛船和“獵鷹”火箭的重復回收使用,以及極致的成本計劃,SpaceX在激烈競爭中脫穎而出,接了大量商業航天訂單在手——
2021年,SpaceX發射次數為48次;2022年,這個數字攀升至61;2023年,更是接近100,達到了98次。
當然,即便比其他公司的發射成本低了很多,但畢竟上天下地的產業都是燒錢的,支撐馬斯克冒險的,還有SpaceX背后的巨額融資,而馬斯克本人也“不差錢”。
美國投資數據公司Crunchbase統計,SpaceX自成立以來已累計融資29輪,總額高達98億美元。上個月有消息稱,SpaceX將以每股112美元的價格對內部人股票進行估值,總估值接近2100億美元,高于10個月前的1800億美元。
2023年,SpaceX的營收超80億美元,預計2024年將增至150億美元左右。更值得一提的是,身處研發燒錢的行業,SpaceX在 2023年第一季度實現了5500萬美元的盈利,這是這家私營火箭公司的一個重要里程碑。
除了投資人在支持馬斯克完成夢想,他自己的財富也足以讓他有底氣。
Informa Connect Academy上個月發布的報告指出,馬斯克目前是世界首富,凈資產為2510億美元,他的財富年均增長率達到110%。若繼續以同樣的速度增長,未來三年內,也就是在2027年,他的身家將達到萬億美元,成為全球首位萬億美元富豪。
這是不是意味著,人類的火星遷移計劃到2027年將會加速進行?
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