第4艘原型星艦壯烈了,太空先驅的命運

2021-02-15 三體引力波

不在壯麗中屹立不倒,就在壯烈中轟然倒下,這是太空先驅的命運。不留遺憾。
▲美中時間5月29日13:49(北京時間5月30日2:49),德州博卡奇卡星艦基地一聲巨響,標誌性原型星艦SN4在第5次靜態點火後,不幸爆炸,徹底被摧毀。
大約一兩分鐘前,這艘星艦剛剛完成幾秒鐘的靜態點火。而就在前一天,這艘星艦順利完成第4次靜態點火測試。

SN4第5次靜態點火跟上次一樣,裝配了編號為SN20的猛禽發動機,這次屬於同一臺發動機第三次點火。
就在這臺猛禽發動機正常點火測試後一兩分鐘,飛船底部溢出大團蒸汽(在爆炸發生之前,飛船噴口處也可以看到有蒸汽流動)。最初,火光從飛船底部釋出,隨後整個飛船被巨大火球吞噬了。從測試臺多個實時網絡攝像頭顯示,碎片四處飛濺、散落一地,測試臺本身也受到一點損壞。目前還沒有爆炸起因的確切消息。值得注意的是,這是原型星艦SN4第5次靜態點火,序列號為SN20的猛禽發動機第三次點火,另一臺猛禽發動機SN18之前進行過兩次點火測試。這是目前為止沿著測試路徑走得最遠的原型星艦。這次事故意味著:SpaceX開發星艦以來,在測試過程中壯烈的第4艘原型星艦,也是被摧毀的第三艘全尺寸原型星艦。

▲壯烈的第一艘Mark1:2019年11月20日,SpaceX首次進行燃料艙加壓測試,加注低溫液氮導致Mark1爆裂。
▲壯烈的第二艘SN1:2020年2月28日,原型星艦SN1加注液氮時整體爆裂。馬斯克透露,由於不鏽鋼焊接問題所致。
▲壯烈的第三艘SN3:2020年4月2日,原型星艦SN3加注液氮測試時艙體扭曲崩潰。馬斯克透露,由於一個氣閥在超低溫加壓狀態下出現洩漏。

▲壯烈的第四艘SN4:2020年5月29日,原型星艦SN4第5次靜態點火後突發爆炸💥
研製下一代飛船的路徑圖就像九曲迴腸一樣,充滿曲折,盪氣迴腸。這正是太空先驅者的命運——不在壯麗中屹立不倒,就在壯烈中轟然倒下,不留遺憾。

好在後繼有人,排著隊準備變成先烈。SN4身後,後續隊友SN5、SN6業已基本成型,並排矗立,預備著下一階段測試。標註SN7的第一批不鏽鋼環也已經出現在大型帳篷附近。看來,全尺寸原型星艦隊列日益壯大,源源不斷,積極充當研發前驅。
接下來的開發測試之路:儘快查明此次爆炸原因,避免下次再錯。SN5頂替SN4繼續完成未竟事業,多次靜態點火無誤後,執行首次單引擎低空飛,試飛目標150米,這將是全尺寸原型星艦首次測試飛行,發射意義遠超2019年星蟲150米試飛。一旦SN5遭受不測的話,繼續查明出錯原因,修正錯誤,SN6頂替SN5,繼續上路試水……一路測試,一路探路,一路迭代,按照馬斯克預期,至少測試到SN20,才有可能迭代至1.0版星艦,即完整成熟的星艦。就在5月28日,SN4順利完成第四次靜態點火後1小時之際,美國聯邦航空管理局商業太空運輸辦公室頒給SpaceX為期兩年的發射許可證,允許從博卡奇卡基地執行亞軌道飛行發射。這意味著:SpaceX不必每次試飛星艦之前數月數次地提出申請,而是一次獲得為期兩年的發射許可,而且不僅僅是低空、高空飛行許可,而是亞軌道飛行許可。這是從聯邦政府層面給予星艦有力支持。

我們知道,支持力度最大的還是SpaceX最大金主NASA,今年4月底給予SpaceX1.35億美元開發登月版星艦,這是迄今為止美國官方機構對星艦給予的最大一筆扶持資金。
如果能趕在2024年之前全面完成星艦研製的話,有可能取代官方指定的登月箭船組合「SLS+獵戶座」,率先擔綱2024年重返月球的歷史重任。這就像龍飛船能夠後來居上,領先波音星際飛船一步,率先開啟美國商業載人航天新時代一樣。樂觀一想,如果SpaceX真能拿下重返月球的頭籌,距離登陸火星真的不再是夢想。雙方全力開發星艦,憑藉星艦助力NASA實現登月登火的同時,更能實現自己的偉大夢想。這是舉世無雙的人類首創,一舉兩得的美事。

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最近幾年,SpaceX一直飛奔在新火箭新飛船研發的路上,根本停不下來——又是ITS星際運輸系統,又是FH重鷹,又是BFR大獵鷹,又是迷你版BFR,又是Starship星艦,又是SH超重鷹……它們之間到底啥關係?如何一步步演化的?一筆SpaceX箭船開發變形記,就是一部星艦演化超簡史,一目了然——2016年之前,火箭+飛船系統被稱為火星殖民運輸系統MCT2018年11月20日,棄用BFR,推出超重鷹火箭+星艦飛船組合2019年1月,建成第一代原型星艦:跳蟲/星蟲(StarHopper)。後遭遇強風損壞。2019年4月,沒有頭錐的星蟲多次點火,兩次繫繩小跳躍。2019年5月,德州佛州雙線競合模式開造第二代原型星艦(全尺寸測試飛船)。2019年7月26日,星蟲首次不繫繩跳躍,飛行高度約20米。同時意味著全球首款全流程分級燃燒循環發動機猛禽,首次試飛。2019年8月28日,星蟲最後一跳、也是最大尺度跳躍,飛行高度150米,飛行時間57秒。之後測試由第二代原型星艦Mark取代。

2019年9月~12月,SpaceX開外掛模式快速打造四艘原型星艦Mark1~Mark4。2019年11月20日,首次進行燃料罐壓力測試,加注液氮導致Mark1爆裂。棄用Mark1,改用Mark3測試。2019年11月20日,SpaceX首次進行燃料艙加壓測試,加注低溫液氮導致Mark1爆裂,成為測試壯烈的第一艘原型星艦。改用Mark3測試。2019年12月28日,Mark3更名為SN1。從Mark系列切換至SN系列,即第三代原型星艦SN階段,開啟高密集測試模式。2020年1月10日,第二次燃料罐壓力測試,極限加壓故意破壞。2020年2月28日,原型星艦SN1加注液氮時整體爆裂。由於不鏽鋼焊接問題所致。這是測試壯烈的第二艘星艦(SN1)。2020年3月9日,原型星艦SN2燃料艙成功闖關,順利通過超低溫加壓測試。2020年4月2日,原型星艦SN3加注液氮測試時艙體扭曲崩潰,由於氣閥在超低溫加壓時洩漏。這是壯烈的第三艘星艦(SN3)。2020年4月26日,原型星艦SN4成功闖過超低溫壓力測試,成為首個通過低溫加壓測試的全尺寸原型星艦。2020年5月5日、SN4完成首次靜態點火測試,使用序列編號為SN18猛禽發動機。2020年5月7日,SN4完成第二次靜態點火。同樣使用序列編號為SN18猛禽發動機。2020年5月19日,SN4第三次靜態點火,使用序列號為SN20的猛禽發動機。由於推進劑加壓過大,導致甲烷排放管著火,持續燃燒大約15分鐘。幸好星艦完好無損。2020年5月28日,SN4完成第四次靜態點火。同樣使用序列號為SN20的猛禽發動機。同天,美國聯邦航空管理局商業太空運輸辦公室頒發為期兩年的發射許可證,允許從博卡奇卡基地執行亞軌道飛行發射。2020年5月29日,SN4第5次靜態點火後突發爆炸,成為壯烈的第四艘星艦(SN4)。2020年6月起,SN系列計劃執行150米低空試飛。2020年中期,SN系列計劃進行20公裡高空試飛。2024年起,計劃登月版星艦承運NASA載人登月任務

不難看出,SpaceX從一開始就胸懷大志,志在打造完全可復用的太空運輸系統,從重鷹到ITS再到BFR,一直到星艦、超重鷹,變的是名稱,不變的是初心。一筆SpaceX箭船開發變形記,其實就是一部星艦演化史,一步步一代代加速遞進,從未像現在這樣追逐目標,接近目標。有關星艦的未來時間線,沒必要當成地鐵時刻表,你我不必太較真兒,這個時代需要給馬斯克和SpaceX更多時間更多鼓勵甚至更多資源。往高點說,能否建成星艦,關乎全人類的未來空間……

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