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2024-06-06 22:22

SpaceX星舰“四飞”成功:星际文明的路,还远吗?

本文来自微信公众号:经纬创投 (ID:matrixpartnerschina),作者:经纬创投主页君,题图来自:视觉中国


北京时间6月6日晚上20时50分,美国太空探索技术公司(SpaceX)新一代重型运载火箭“星舰”以及飞船集成系统从位于美国得克萨斯州的基地发射升空,这是“星舰”进行第四次轨道试飞任务。


在第三次试飞中,星舰完成了几乎完整的太空飞行测试,但在返回地球时解体。因此,在此次试飞中,SpaceX的重点不再是进入轨道,而是将使用超重型助推器在墨西哥湾进行着陆燃烧和软溅落,挺过重返大气层的极度高温。


试飞过程中,星舰发射升空成功,猛禽发动机在热级分离过程中点火。


星舰超重型火箭助推器软着陆成功,溅落在墨西哥湾。


最终,星舰本体实现可控再入,成功在印度洋溅落,完成既定目标,第四次飞行测试圆满成功。



马斯克也在第一时间公布了最新消息:“尽管损失了许多瓦片并且襟翼受损,星舰仍然成功在海洋上软着陆!祝贺@SpaceX团队取得了巨大的成就!!”



这是一个历史性的时刻。星舰是一枚为实现多行星文明而设计的火箭,可能是未来地球人跨越星球旅行、生活的重要载体。在点火、炸烟花或降落之间,那个看似遥不可及的梦可能离我们越来越近。


正如SpaceX在X写的那般:“SpaceX的成立是为了创造一个未来。在这个未来中,成百上千乃至数百万人可以从地球出发,在太空和其他星球上生活和工作。”


那么,SpaceX星舰第四次飞行试验(IFT-4)有哪些新突破?SpaceX的“太空旅游团”进展到哪一步了?马斯克的星际文明论能够实现吗?以下,Enjoy:


一、星舰的速度与激情:突破大了、任务反而变少了?


星舰的回收与再利用一直是SpaceX关注的重中之重。


星舰第三次飞行试验(IFT-3)在复用性方面已经实现了里程碑式进步,完成了三个激动人心的“首次”:‍‍‍‍‍‍‍


  • 星舰上面级第一次从太空返回;


  • 第一次在太空中打开并关闭星舰的有效载荷门;


  • 第一次成功完成推进剂在轨转移的演示。


第四次试飞的重要目标便是展现星舰和超重型火箭的回收能力。此次,星舰计划围绕飞行器的复用,提出两个目标:


  • 使用超重型助推器在墨西哥湾进行着陆燃烧和软溅落。


  • 试图实现星舰受控进入,承受住地球大气层的高温。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍


这也是第三次试飞的痛点之一,二者都在下降过程中解体。所以这次,团队准备更改部分操作,包括:超重助推器热分离且完成返回推进后,丢弃热级间分离适配器,以此减少返回阶段的助推器质量。


为了承受住高温,SpaceX也没少下功夫。第三次试飞时,星舰上覆盖着18000多块六边形隔热的陶瓷材料,以保护不锈钢结构。进入大气层时,温度的峰值可达1430摄氏度,会发射出等离子体粉橙色光芒。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍


此次试飞的轨迹与以往相同,预计助推器将在墨西哥湾执行软着陆,星舰将降落在印度洋,整个飞行过程持续约1小时。



星际飞船和超重型飞船在演练期间,还装载了超过1000万磅的推进剂。‍‍


然而令人意外的是,与第三次试飞的任务相比,第四次试飞的任务似乎有些“缩水”。没有在轨补加推进剂、不打开载荷舱PEZ门、不进行猛禽发动机在轨重新点火。星舰似乎将主要注意力放置在“复用”上。


这样的设定也引发了外界的部分质疑。



5月,美国举行的新一轮听证会上,NASA为阿尔忒弥斯计划的成本和进度进行辩护,并且透露会有部分变动。其中,提到了星舰的问题。‍


NASA局长表示,阿尔忒弥斯2号任务将仍然计划于2025年9月发射,这是“现实的日期”。如果能登陆月球,将取决于SpaceX的着陆器是否准备就绪。


甚至于,NASA正在研究不具备载人登月能力的备选方案——阿尔忒弥斯3号。这无疑是对SpaceX研究进度的又一次DDL般的push。如果替代方案出现,星舰将不再无可替代。


二、下一个节假日,瞄准SpaceX的太空旅行团


虽说星舰还在建设当中,SpaceX的业务拓展进度却一点都没耽误。


4月30日,SpaceX官网低调开启了太空旅行的预订服务,可供选择的目的地包括:地球轨道、国际空间站、月球和火星。



SpaceX的文案则被调侃为“清仓大甩卖”。


“各位看官,截至目前,2024年年末的地球轨道任务还有零星的剩余座位,现在可以预订。预订成功后,我们还将为您定制一件SpaceX太空服,陪伴您在地球轨道上度过3-6天。如果您愿意再多加点资金,还可以预订前往国际空间站的航班。”


四条航线各具特色,SpaceX也算是献出了满满的诚意。


  • 航线1:空间站参观‍


航班班次:90分钟/班,限载4人


航班跨时:10天


报名方式:邮件预约


航班时间:最早于2025年提供服务


网络通信:电源、数据、通信系统均可使用


这条国际空间站的旅游线算得上航天迷的福音,舱内舱外航天服都已备好,近距离观看宇航员的太空步、任务执行将不再限于电视屏幕。


  • 航线2:地球轨道探索‍


航班班次:90分钟/班,限载2-4人


航班跨时:3-6天


报名方式:邮件预约


航班时间:最早于2025年提供服务


网络通信:电源、数据、通信系统均可使用


值得注意的是,这条线路还提供360°无死角的视图范围。让人心跳加速的近地轨道搭配全景赏太空,将自由度拉满了。


航班3和航班4通往月球与火星的方案,略显精简,甚至没有预期时间和通信网络的保证。


SpaceX尤为出名的除了星舰,还有舱外航天服。“太空装甲”的更新换代,让全员航天的小目标不再遥远。


进化版航天服配备了密封件和压力阀,部分使用新型热管理纺织品和阻燃材料;头盔则使用3D打印技术制成,经过防雾处理。航天员将通过“脐带”连接飞船设备,堪称最轻薄灵活的装备,以实现短期出舱的效率和便捷。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍


北极星黎明号(Polaris Dawn)任务将首次启用新款航天服,实现商业太空行走的新突破。‍‍‍‍‍‍


事实上,早在2021年,SpaceX就已经进行过首个“全平民”阵容的绕地球太空旅行了。当时采用的是龙飞船,以90分钟绕地球一圈的速度运行,在太空停留了3天。


当然,这次太空旅行并非SpaceX的慈善活动,而是由一位顶级富豪赞助,选定三个人与他飞行。四位航天员接受了商业化的系列培训,包括但不限于离心机训练、航天器操作练习、微重力操作、体能训练等高强度的补习。


时隔三年,“全平民”太空旅行再次被提上日程。这次需要多少训练强度和门票费仍然尚未可知。然而,可以预想的是,太空漫游的未来就在眼前。


三、马斯克经典发言:SpaceX的下一步,是打造星际文明


SpaceX的星舰计划能被世人广泛关注,离不开马斯克的疯狂“营销”。


4月,马斯克在星舰基地发表演讲,再次讲述了宏大叙事框架下,SpaceX颇有前景的商业蓝图。5月,马斯克在2024VivaTech大会上再次提到了SpaceX的载人小目标。种种发言,都值得细品。


1. 单行星必将灭亡?人类移民的下一步是……


马斯克将星舰计划的合理性扩大到人类文明领域。他为人类文明设定了一个生存年限的小目标:“即便不是一亿年、十亿年,我们至少应该希望人类文明能持续一百万年。”


他还对于文明产生了极其伟大的愿景。他认为:“我们不想成为这样发育不全的单行星文明,我们希望成为多行星、最终跨星系的文明。”


在此基础上,火星成为SpaceX认可的首选星球。马斯克希望尽快实现火星的自给自足,“我相信这个目标可以在大约20年内实现。”


值得注意的是,4月,马斯克刚刚提出20年的自给自足小目标;5月,马斯克就细化了这一目标。


“至于人类登陆火星,我认为这一壮举可能在接下来的七八年内实现,也许不到10年的时间。”


那么,问题来了:为什么偏偏是火星?


马斯克这样回答:“与火星相比,月球的防护性能差很多。如果地球上发生了什么——比如第三次世界大战,人类可能会向月球扔几颗核弹,但用核武器攻击火星就难多了。”


这也是SpaceX一直加班加点赶进度的重要原因之一——火星移民需要在第三次世界大战之前实现。对此,星舰的预设也一提再提。火星只是第一步。马斯克认为,“星舰最终将具备到达太阳系任何地方的能力。”


到达,仅仅是星舰的初步计划。移民星球、建立城市,都需要调动各类人力、物力资源。量产,势在必行。


如同马斯克本人所预设的“常规操作”:“如果每天发射10次、每次运载200吨,每一轮火星任务期间能向火星运送25万吨物资。”按照火星发射机会两年一遇的频率来算,一座城市在最多十几年间,是有可能被建成的。当然,这一切预设,都是在不考虑数量惊人的基础设施和甲烷排放的前提下进行。


马斯克基于此,再次提出有关数量的小目标:“我们要建造很多星舰,每年需要几千艘。我想象所有星舰等待行星排成一线,然后巨大的星舰舰队从火星起飞。”


充满画面感的星舰发射瞬间,将是SpaceX的终极梦想之一。


2. 一代更比一代强,星舰的规划到哪了?


作为第一个用于实现多行星生存的火箭,星舰的改造一直都很“新”,“新”到很难有所借鉴。


单纯从个头上来讲,越来越高已经是必然趋势。星舰的入轨质量从第二代的100吨进化到第三代的200吨+;尺寸也逼近500英尺(152米)。与此同时,星舰的飞行成本却低于猎鹰1号。三次试飞以来,星舰的推力显著提升。



马斯克表示十分满意:“在不违背任何物理定律的前提下,这些数据令人难以想象!”



虽然刚刚进行到第4次飞行,但是马斯克已经对第5次飞行作出了规划,尝试让一级返回并落回真实塔架。


用疯狂一点的说法来形容:“我们要使用一个甚至比电影里的机甲酷斯拉还大的设备,用机械臂,接住空中有史以来最大的飞行物体。”


为此,一切都在循序渐进地推进。“今年回收一级、明年二级”成为鼓舞SpaceX员工的口号。“提高产能、狂造飞船”成为大型工厂接连落地的重要原因。


马斯克还提到对运载能力的看法。如果工作按正常进行,他认为,“今年,SpaceX将把地球上90%的质量发射入轨,中国发射约6%的质量,其他航天体约4%的质量。”


如此一来,当星舰正式执行飞行任务时,很可能发射地球99%以上的质量载荷。



同样被提上日程的还有在轨推进剂的转移工作。


这也可以理解为“加油版星舰”,为执行任务的星舰提供足够的推进剂。按照计划,每次任务需要5-6次推进剂补充。这次工作的成功将对NASA重返月球的阿尔忒弥斯项目产生重要影响。


或许,定制月球版星舰,也值得期待。


四、太空迎来“载人航天”月,人类真的要走向多行星生命体了吗?


随着载人航空的进程愈演愈烈,有关银河系的探索不再神秘莫测。SpaceX的“竞品”公司们也不约而同把多行星生命体作为太空登陆的小目标,接连发射火箭、载人起飞。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍


1. “蓝色起源”重启太空观光‍‍‍‍


5月20日,经历过无乘客科研任务的爆炸事故后,隐退接近两年的“蓝色起源”再次“杀”回载人航空的商业领域。隶属于亚马逊的不声不响将6名乘客送上太空进行观光。


此次,“蓝色起源”此次的太空旅程虽然仅有短短11分钟,却带领乘客们快速穿越了“卡门线”——大气层和太空的交界线,让乘客们感受到零重力下俯瞰地平线的独特体验。‍‍‍‍


值得注意的是,此次的乘客名单中,还有一位91岁高龄的退役美国空军上尉。他曾入选宇航员候选人,但并没有正式执行太空飞行任务。此次的观光之行,也算是终于圆梦太空。‍‍‍‍‍‍


2. 波音“星际客船”载人首飞


经历了十年画饼、七年之变、四年延期后的波音星际客船,总算在近期迎来了载人首飞的尝试。


此次飞行任务采取保守且传统的一天交会对接模式,尽量规避意外与风险。按计划,发射约25小时后,星际飞船就会对接到国际空间站的美国舱段和谐号前向端口。6日12时15分与国际空间站对接。宇航员将在空间站停留约一星期,重点测试“星际客机”的性能。


2019年,波音公司的无人试飞任务,并没有成功对接国际空间站;直到2022年,波音“星际客船”才得以与国际空间站成功对接,两次任务之间的关系又是一次突破与挑战。



直播飞行过程中,马斯克也实时在线观看,还第一时间送上了祝福。‍‍‍‍‍‍‍‍


这次意义非凡的发射,既是阿特拉斯V型火箭的首次载人发射,也是波音载人飞船的首次载人航天飞行。


虽然相比于SpaceX创造的多个领先“首次”而言,有些落差。但值得肯定的是,载人航空赛道上每多出现一种选择,都意味着多一分的希望。至少证明,航天的路上,人类一直不是形只影单地前行。‍


毕竟科技和创业一样,对手既是劲敌、也是挚友。


3. 中国“嫦娥”系列的最新计划


6月2日,“嫦娥六号”成功着陆在月球背面的预着陆区,开启人类探测器首次进行月球样品采集任务,开始世界级“蟾宫挖宝”。‍‍‍‍‍‍‍


自5月3日发射入轨以来,经历了约30天的本月之旅“地月转移、近月制动、环月飞行”等关键动作,“嫦娥六号”稳、准、狠地完成了月球背面的关键降落。


时间短、难度大、风险高的尝试,为人类探月之路又解锁了一个独特视角。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍


适逢嫦娥工程立项20年,我国也公布了探月的后续计划:‍‍‍‍‍


  • 2026年,我国将发射“嫦娥七号”;

  • 2028年,我国将发射“嫦娥八号”;

  • 计划2028年以前,构建国际月球科研站“基本型”,开展月球环境探测和资源利用试验验证;

  • 计划2030年以前,我国计划实现载人登月;‍‍

  • 计划2040年以前,成立一个完善的国际月球科研站,开展日地月空间环境探测及科学试验;

  • 随后,建设“应用型月球科研站”,形成一个多功能月球基地。


每一次面向宇宙的发射,都意味着人类向太空探索的节点的迈进。


科幻电影中的一幕一幕逐渐走向现实,真实发生在每一次点火升空当中。科技的加持,让勇敢的人类走向另一个维度的大门。无论是重返月球,还是火星移民,看似不可能的目标都在以时间为单位逐渐实现。


太空从来不只是航天员的太空,太空是所有人的太空。我们期待接近宇宙的轮廓,也期待人类在星球间留下勇敢的足迹。


References:

综合汇编自SpaceX官网、蓝色起源官网、X等。

1.https://www.spacex.com/humanspaceflight

2.humanspacefilght@spacex.com

3.星舰第四次发射测试来了!带你了解SpaceX的疯狂冒险之旅,从被吐口水到火箭回收的逆袭传奇!by 未来太空Future Space

4.马斯克最新专访实录:我最大的希望是“火星”,最大的恐惧是“人工智能” by 腾讯科技

5.七年之痒、超支15亿的波音飞船终于载人首飞 by 三体引力波

6.刚刚!蓝色起源自 2022 年 8 月以来首次载人航天飞行 by 科学剃刀


本文来自微信公众号:经纬创投 (ID:matrixpartnerschina),作者:经纬创投主页君

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