星艦SN8號原型機在落地時「計劃外快速拆解」 | SpaceX
當時，火星飛船原型SN8號星艦進行了首次高空飛行試驗，落地時速度過快導致「計劃外快速拆解」。
直播畫面最後定格在炸碎了一地的殘骸上，下面打出一行字幕——SN9 UP NEXT！
北京時間今天凌晨2點25分，上次被cue到的SN9號星艦在美國德克薩斯Boca Chica的試驗場點火起飛，再次挑戰高空飛行測試。
結果，在完成升空、關機、放躺和飄落等一系列動作之後，星艦SN9沒能完成落地前最後的翻身動作，傾斜著砸向地面，又一次演示了計劃外快速拆解。
簡單說，星艦SN9也炸了。
星艦及其配套的超重火箭，被SpaceX的埃隆‧馬斯克寄予厚望。前不久，他還透露了自己的宏大計劃：未來10年內，他希望建造1000艘星艦，要在2050年前送100萬人移居火星。
再回來看看星艦SN9號飛船，可能不少人會大吃一驚：就這？也太簡陋了吧！要不是剛飛炸了一回，誰相信它能上天？更別說飛向火星了……
星艦SN9號原型機細節 | Adrian Aguilar
其實，星艦的這副古怪模樣，是SpaceX工程師精心設計的結果。
無論是功虧一簣的SN8，還是再次功虧一簣的SN9，最搶眼的都是那銀光閃閃的外殼，星艦也因此被很多人戲稱為大號暖瓶膽，完全顛覆了我們對火箭和飛船的傳統印象。
之所以如此銀光閃閃，是因為星艦是用不鏽鋼材料造的。對，就是你家廚房裡鍋碗瓢盆常用的那種不鏽鋼。
事實上，星艦的前身，即星際運輸飛船（ITS），在2016年馬斯克剛剛提出概念的時候，用料還是挺高大上的，打算用碳纖維複合材料來造燃料儲箱。後來，設計方案幾經更改，到2018年，馬斯克決定徹底更換製造材料，改用廉價的不鏽鋼來造飛船。
曾經，SpaceX也想過用高大上的碳纖維來造星艦 | SpaceX
據馬斯克說，這是仔細斟酌後的選擇。對比碳纖維和不鏽鋼這兩種材料：
碳纖維雖然又輕又堅固，但實在太貴，每千克成本高達200美元，而301不鏽鋼只要3美元；
在液氧和甲烷推進劑所處的超低溫下，不鏽鋼強度會提高50%以上，強度重量比媲美碳纖維，同樣能做到輕質堅固；
碳纖維複合材料耐熱能力弱，而不鏽鋼熔點高、耐熱能力強，減輕了熱防護系統的設計和製造難度；
碳纖維加工難度高，加工速度慢，而不鏽鋼易於加工製造。試想，如果星艦在火星上出了問題，去哪裡找碳纖維的加工工具和人才呢？
總而言之，列舉了不鏽鋼的諸多好處後，馬斯克大手一揮，把星艦的結構材料換成了不鏽鋼。
不過話說回來，不鏽鋼造火箭在美國也早有先例，早期的雷神飛彈和大名鼎鼎的半人馬上面級，用的都是不鏽鋼，跟星艦一樣銀光閃閃。
1966年發射勘測者2號月球著陸器的半人馬上面級，就是不鏽鋼的 | NASA
星艦另一個吸人眼球的特點是，它長著兩對大「翅膀」，還能呼扇，跟其他火箭固定不動的短小尾翼截然不同。
歷代星艦及火箭的設計演變 | KIMITALVITIE
星艦的「翅膀」同樣經過了多輪迭代發展。
星艦的前身ITS外形極為科幻，沒有「翅膀」（上圖左一），改款後的BFR（大獵鷹火箭）先是有了一對大「翅膀」（左二），後來又變成了一對鴨翼加三個尾翼的獨特設計（左三）。馬斯克稱，這樣的改動受到了《丁丁歷險記》中火箭設計的影響。
星艦前身的一款設計跟丁丁歷險記裡的火箭有點像 | 《丁丁歷險記》
當然，馬斯克的個人傾向最後還是要向實際的工程取捨讓步。最終，星艦改成了現在這樣一對鴨翼和一對尾翼的設計，以實現再入大氣層尤其是垂直降落時的氣動控制。
這兩對「翅膀」不是用來產生升力的，無法像太空梭那樣低速平飛。它們的作用主要是產生阻力，控制星艦的姿態和航跡。這不僅和普通飛機或者太空梭大相逕庭，和外形相近的飛彈也截然不同。
星艦飛船（左）與太空梭（右）和載人龍飛船（中）的對比 | Dale Rutherford
這種新型「翅膀」，設計簡單，做工可以用粗糙來形容，但它的氣動特徵相當出色。
從這兩次高空試飛來看，前後兩對「翅膀」配合使用，無論星艦在高空放躺自由下落，還是落地前水平拉起改為垂直下降，都能有效控制箭體姿態，飛控表現堪稱完美。
話又說回來，為什麼星艦試飛要搞得如此花裡胡哨，又是放躺又是翻身呢？
因為按照設計，星艦要從地球軌道甚至更遠的軌道再入大氣層返回，必須考慮超高速再入大氣層的姿態控制和航跡控制等問題，飛控比獵鷹九號火箭第一級複雜得多。
獵鷹九號火箭第一級，以及同款的重型獵鷹火箭助推級，是目前唯一實現了軌道發射回收復用的火箭。2018年重型獵鷹首飛時，兩枚助推火箭肩並肩垂直落回著陸場的畫面，相信不少人還記憶猶新。
重型獵鷹兩枚助推著陸回收經典畫面 | SpaceX
但星艦飛船不可能那樣直上直下，因為將來它從外太空返回地球時，速度將是獵鷹9號的3～4倍，只靠剩餘的燃料是不足以給自己減速的。
唯一可行的辦法，就是機腹朝前「拍」入大氣層，這樣可以用來「兜風」的面積最大，能夠產生足夠的空氣阻力，把自身速度降到可以安全著陸的範圍。
星艦飛船從外太空返回地面的非官方演示視頻 | NickHenning3D
這也是兩次高空試飛中，星艦在下降時會在空中躺平的原因。
這種獨特的下落姿態被稱為bellyflop，在英語口語中是指胸腹著水的跳水動作，形象地描述了這個動作的笨拙。很多人乾脆把這個動作稱為「肚皮向下的可控墜落」。
星艦SN8號原型機的「肚皮下向可控墜落」| SpaceX
但是不是真的「可控」呢？在SN8號原型機試飛之前，馬斯克和SpaceX公司的技術團隊也沒有太大把握。
實際試飛的表現可以說相當出色：星艦的兩對「翅膀」響應迅捷，姿態控制相當靈敏，結合噴氣反推RCS系統，讓星艦很好地保持了接近水平的下落姿態。
注意「翅膀」的動作，這是「肚皮下向可控墜落」的關鍵之一 | SpaceX
不過，星艦不可能一直肚皮向下，否則就拍地上了。
最後落地時，它還要像獵鷹9號一樣，利用火箭反推點火消除垂直和水平方向上的速度，配合伸出的著陸腿實現定點垂直軟著陸。這就要求它在即將著陸前，還必須完成一次flip機動，從肚皮向下改為尾部向下，堪稱「神龍擺尾」。
這樣的特技動作，必須靠星艦那兩對特殊的「翅膀」，再配合猛禽發動機的推力矢量控制，才能完成。
SN8號的「神龍擺尾」，水平改垂直，完成度很高了 | SpaceX
靠近地面時做這麼大幅度的姿態調整，恐怕也只有馬斯克敢想，而且真的敢幹！
上個月SN8號星艦原型機試飛時，這樣的「神龍擺尾」其實已經完成了，只是最後火箭反推不夠給力，落地「硬」了一點，炸了。
SN9號星艦「神龍擺尾」，可惜栽了…… | SpaceX
而今天凌晨，SN9號星艦更是直接栽在了這招「神龍擺尾」之上，最後沒能把姿勢擺正。
雖然它的兩對「翅膀」在呼扇了，但本該開啟兩臺的猛禽火箭發動機只點著了一臺。推力不夠，小「翅膀」再努力，也回天無力呀！
換個角度再「炸」一次，注意SN9的「翅膀」 | NASAspaceflight
兩次高空試飛，無論是水平可控墜落的穩定性，還是水平改垂直動作的迅速和精確（此處單指SN8），都證明星艦飛船的古怪設計是有效的，驗證了這種瘋狂的著陸方式應該是可行的。
只是，最後落地要是能不炸，就完美了。
不過，這也正是飛行「測試」的目的所在——不炸個幾次，又怎麼能發現哪裡會出問題呢？
目睹了SN9試飛全程的SN10（右）表示瑟瑟發抖 | Trevor Mahlmann
就像上次SN8炸機時cue到SN9一樣，這次SN9炸機時，SN10號星艦乾脆已經立在了測試臺上，完完整整地目睹了全過程。
接下來，SN10，該你上了！
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SN9：我怕三十晚上的祝福太多……噼裡啪啦嘭￥%*&<\、
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