4月20日,马斯克的星舰原型机SN24在得克萨斯州放了“烟花”,虽然许多人感到遗憾,但对于SpaceX而言,这并不太关乎失败与挫折,员工甚至在爆炸之后开了香槟,来庆祝这场“揪心”测试的结束。
作为首款轨道级星舰,是SpaceX经历4年发展和大量原型机测试之后的成果。SpaceX从2019年开始着手研发星舰,但并没有一次完成所有设计,而是效法互联网企业式的“快速迭代”,在开展各种测试的过程中,许多原型机最终损毁或报废。
对于坚持“爆炸式”发展道路的SpaceX来说,此次失败也并不意外,实际上,SpaceX团队对这次发射预期也并不高,马斯克此前预测星舰首飞成功率只有50%,并表示此次发射不会“无聊”。
马斯克表示,如果发射失败,SpaceX将很快再次尝试,“我们正在得克萨斯州南部建造一系列‘星舰’,我们今年有80%的机会进入轨道。”唯一令他担忧的是爆炸会摧毁发射台,“如果我们把发射台熔化了,重建可能需要几个月的时间”,而不管本次星舰起没起飞,飞得多高,只要不炸在发射台上,对SpaceX来说都算是成功。
在本次星舰爆炸后,SpaceX官方调侃称:可能是这次发射还不够刺激,星舰在分离前又经历了一次计划外的迅速解体。马斯克也随即发文表示:“祝贺SpaceX团队对星舰进行了激动人心的测试发射!为准备几个月后的下一次测试学到了很多东西。”
互联网思维造火箭SpaceX的每次发射都选择面向全世界公开直播,即使沦为烟花秀也泰然处之,这其中当然有创始人马斯克的个人风格,但同时,更离不开SpaceX自身商业化考量下的技术路径。
此次首度以组合体形式试飞的星舰为二级超重型液体运载火箭,由第一级助推器“超重型”和可携带乘客和货物的第二级“星舰”组成,这种设计和常规的火箭类似,但是个头要大上许多,在完全组装之后,星舰组合体创纪录地达到了120米,相当于三四十层楼的高度。
同时,星舰在设计上也与其它火箭极为不同,比如犀利的“铁桶式”外观,在此前火箭主体普遍采取碳纤维复合材料方案的情况下,SpaceX却使用更重的不锈钢,甚至能够在直播中看到“桶身”未喷漆部位的焊接痕迹。
再比如运载火箭在执行不同任务时,火箭发动机一般会选择针对不同飞行阶段量身定做,而SpaceX则是通用性至上。例如猎鹰火箭两级都采用液氧煤油发动机“梅林”,通过批量化生产通用型航天器,达到保证品质稳定且减少个性化设计、生产和测试方面成本的目的。
在传统的航天方案中,碳纤维复合材料主体和定制发动机之类的选择目的很明确,减少火箭自重,提升运载效能,让每次火箭上太空能够带更多东西,而SpaceX给出的回答是:没有什么是多加几个发动机不能解决的。SpaceX直接给第一级助推器“超重型”安了33台并联“猛禽”液氧/甲烷发动机。
还有一个典型的例子是航天器芯片,由于要经受发射时的振动和太空环境中的辐射,往往需要专门设计和测试,导致价格奇高。SpaceX则反其道而行之,购买低等级的民用芯片,通过多个芯片的冗余备份设计减少成本。例如SpaceX量产的猎鹰9号火箭,每一枚都装有三台双核x86的计算机,每台计算机中的两个核各自运行一套飞行控制软件,工作时三台计算机同时计算,相互验证,最大程度降低出错概率的同时,也大大缩减了芯片开销。
“以现有载人飞船搭载的星载计算机和控制器举例,单个控制器价格为500万人民币左右,一共14个系统,为了追求高可靠性,每个系统1+1备份,一共28个控制器,成本总计约1.4亿人民币,而SpaceX的龙飞船主控系统的芯片组仅用了2.6万人民币,成本相差5348倍。”我国民营卫星公司九天微星相关人士在探讨SpaceX在主控系统的成本控制时分析道。
降低成本的另一个重要路径是火箭回收。目前猎鹰9号系列火箭已经对一级火箭完成上百次的成功回收,且SpaceX并没有满足于此。通过超重星舰的飞行试验,SpaceX不仅大幅度提高了火箭的运载能力,满足载人登月的运载能力需求,还在一级火箭可重复使用技术的基础上,进一步发展二级火箭可重复使用技术,追求最终的火箭整体回收复用。
不过,星舰的此次试飞并不涉及回收任务。根据SpaceX的计划,此次进行的科目是轨道级飞行测试,目标是在低地轨道绕地球飞行一圈,过程中,第一级助推器“超重型”将先行落在墨西哥湾,第二级“星舰”在完成综合飞行测试任务后落入太平洋。
而此次升空三分多钟后,星舰在39公里的最大上升高度解体爆炸,虽然没能完成全部计划,但对于SpaceX而言,没炸毁发射台并且成功将火箭送上天就已经是最大的“胜利”,批量化的火箭制造能力也给了SpaceX随时卷土重来的底气。
商业航天“鲶鱼”尽管SpaceX“激进”的商业化技术路径最终被证明是可行的,但一路的“烟花秀”引来许多争议。
比如SpaceX的发动机“无限并联”思路,虽然能够让星舰克服5000吨总重,实现上百吨的近地轨道运力,但大量发动机同时工作意味着只要有一台发生异常,星舰就可能面临发射失败。
在最新的测试中,SpaceX为第一级助推器“超重型”安装的33台“猛禽”发动机有三台未参与共同点火,而在4月20日的试射