小别 3 个月，星舰的第四飞来了！
当地时间 6 月 6 日早晨，天朗气清，墨西哥湾海岸，德克萨斯州博卡奇卡发射场，再次人声鼎沸。
发射前一切正常，倒计时没有中断正常数秒到零，但接下来出了一个小小的意外：助推器 33 个猛禽发动机，其中一台没能正常点火。
注意左下角的指示灯
不过，航天器仍然在笔直火焰中隆隆奔向天空，在雾霭和阳光间如一支巨型的穿云箭，留下见之难忘的瑰丽痕迹。
升空后大约 2 分 50 秒，一二级成功实现热分离。
星舰起飞百看不厌，但这已经属于常规操作，类似的场景我们在第三飞里见过，有惊无险的开头过去，真正的好戏还在后面。
这一次，星舰试飞终于经历了完整的飞行过程，实现了圆满成功。
史诗般的成就！有惊无险地实现 3 个目标
星舰系统主要分为两级：之一级，底部的超重型助推器（Super Heavy）；第二级，顶部的星舰航天器（Starship）。
第四飞的重点，是第三飞没有完成的事情——测试航天器和助推器的返航和回收能力。
或者可以概括为：不要烧毁，不要烧毁，不要烧毁。
星舰第四飞时间表，基于官网信息，GPT-4o 翻译
第四飞比较关键的时刻有 3 个：7 分钟左右，助推器在海上软着陆；47 分钟左右，航天器克服高温再入大气层；1 小时 05 分左右，航天器最终调整姿态溅落海面。
助推器的软着陆，星舰起飞没多久就能见证。
3 分钟左右，助推器启动返航点火。为了增加成功率，4 分钟左右，助推器在返航时抛弃了热分离环，减少在飞行最后阶段的质量。
此前的三次试飞中，助推器都以爆炸结尾，没能善终，但这一次是例外，7 分 30 秒左右，助推器终于首次降落在了海面，直播现场人群都沸腾了。
助推器成功着陆了海面，也就意味着离发射场回收更进一步。用昵称为「筷子」的机械臂捕获助推器的科幻场景，可能真的变成现实。
模拟视频，发射台使用特殊机械臂「筷子」捕获助推器
接下来的看点，是航天器受控再入大气层，沿用之前的飞行轨迹，计划溅落在印度洋。
最理想的情况是，航天器再入大气层时成功承受住上千摄氏度的极端高温，最终在受控的位置执行海面着陆，但也可能像第三飞时那样，在这个阶段失联和损毁。
我们看到的过程有些跌跌撞撞，好像某段代码虽然有 bug，但最终能运行。
航天器经历了漫长滑行，缓慢地️减速，一路「火花带闪电」，隔热瓦看起来摇摇欲坠，也让人担心是不是就在解体的边缘。
不过，这样难得的「宇航员视角」画面，平时确实也难得一见。
中途还中断了几次直播，就算恢复了也糊成一片，靠星链提供信号。但有惊无险是这次试飞的主旋律。
连主持人都在开玩笑说，让我们看看航天器最终还能剩下多少。但从结果来看，航天器的姿态还是改成了垂直，并成功溅落海面。
现场欢呼声一片，涌起了开香槟的氛围。SpaceX 也立刻发文确认：第四次试飞圆满完成。
马斯克也祝贺了 SpaceX 团队：「尽管损失了许多瓷砖并损坏了襟翼，星舰仍然成功在海洋中软着陆！恭喜 @SpaceX 团队取得史诗般的成就！」
可以说，第四飞又闯过了一次鬼门关。
为什么再入大气层和回收对星舰这么重要？
如果说第三飞完成了进入轨道的目标，第四飞更加接近星舰的终极目标——让火箭可完全重复使用，从而用来降低成本，实现航天飞行商业化。
马斯克认为，这是实现火星移民和其他太空探索所需的关键技术突破。如果火箭完全可重复使用，那么每次发射的成本主要就在于燃料。
只有第四飞的目标实现了，再入大气层成了，受控海面溅落稳了，才能谈软着陆回收，乃至火箭的完全可回收和复用。
圆满的第四飞，站在前三飞的肩膀上
再来快速回顾一下星舰前三次试飞——
炸了！马斯克的星舰首飞失败
马斯克的星舰又炸了，但有两个好消息
马斯克的星舰第三次试飞，距离成功最近的一次
将几次试飞连起来看，才能明白走到第四飞是相当不容易的事情，每一次都有进步，每一次都飞得更高更远。
2023 年 4 月的首飞，多台发动机不正常，一二级未成功分离，升空 4 分钟就变成了火球。
2023 年 11 月的第二飞，发动机全部正常点火，升空 2 分 40 秒左右，一二级首次尝试热分离便成功，但随后一级爆炸，二级继续飞行一段时间后自毁。
三次试飞的对比图
前两次直播草草结束，2024 年 3 月的第三飞直播，延续了近一个小时，完成了几个之一。
星舰成功达到了轨道速度；
首次让航天器从太空返回地球大气层；
首次在太空中打开和关闭星舰有效载荷门；
首次进行推进剂转移演示，为未来一艘星舰给另一艘加注推进剂提供了宝贵的数据......
然而，第三飞的回收和再入大气层并不成功。
助推器应当溅落在墨西哥湾，但在尝试返航着陆时发生「快速非计划解体」，在大约 462 米的高度结束飞行。
航天器也在返回地球大气层时信号中断并失去踪迹，可能燃烧或者解体。
第三飞航天器返回地球大气层的场景
SpaceX 事后分析，失败原因包括助推器发动机过滤器堵塞、航天器滑行阶段姿态控制出了问题......
尽管如此，第三飞的完成度已经很高了，总体可以打个 80 分。
星舰第四飞的助推器和航天器详解图. 图片来自：X@BingoBoca
为了第四飞，SpaceX 吸取了第三飞的经验教训，进行了多次软硬件升级和操作变更，包括完善航天器的隔热罩和侧滚控制，以及在助推返航后放弃助推器的热分离环。
但也只有真正起效了，就像我们在直播中看到的那样，SpaceX 才能确信，这些改进是有用的。也是因为这样，星舰的每次试飞都有看点。
从实操里快速得到经验和教训，然后每一次都做得更好，这是 SpaceX 开发星舰的方式。技术不会沉默着进步，一点一滴都是火光和轰鸣的修行。
让地球生命前往多行星，星舰的目标依然很艰巨
星舰的第四飞是圆满了，但对于 SpaceX 来说，这只是一个需要完成的小目标，一个更接近蓝图的测试发射。
星舰是人类史上体积更大、推力最强的运载火箭，也是之一个被设计为可完全重复使用的火箭。
最终，星舰应当搭载人类进行长时间的星际飞行，实现火星梦、行星梦、恒星梦，飞出个未来。
然而直到目前，SpaceX 还在努力证明，没有载人的情况下，星舰可以在地球表面和近地轨道之间实现可靠的飞行和回收。
6 月 1 日，日本亿万富豪前泽友作宣布取消和 SpaceX 合作的「dearMoon Project」载人环月之旅，又侧面反映了星舰开发的漫长、艰难和不确定性。
未来，星舰的任务还有卫星部署、星际运输、低地球轨道以外的在轨加注，才能将人类送到月球和火星以及更远的地方，NASA 的阿耳忒弥斯登月计划也包括其中。
多代星舰
而且，目前参与试飞的都是星舰 1.0，之前马斯克在直播里剧透，高度更高、推力更猛的星舰 2.0 将要来了，甚至星舰 3.0 也在计划中。星舰的第二座发射台也已经开建。
SpaceX 的目标是开发让生命在多行星上生存所需的技术
地球轨道只是阶段性任务，星舰的终点应该是星辰大海。
马斯克曾说，如果以文字论文明短长，5500 年前诞生了原始的楔形文字，相较地球存在的 45 亿年，和宇宙存在的 138 亿年，人类文明不过一眨眼，像黑暗里微弱的蜡烛。
正因此，我们应当在人类文明尚且强大的时候，保护地球上稀薄的生命意识，将它扩展到火星，然后扩展到太阳系和其他星系，发展出一个多行星文明，甚至多恒星文明，在星际间自如穿梭。
这让人想起俄罗斯火箭科学家齐奥尔科夫斯基的一句名言：「地球是人类的摇篮，但人不可能永远生活在摇篮里。」
直播的最后，主持人都激动得无话可说，连连感叹「What A Day」，多么美好的一天。
人类热切地在群星之间探索，多半徒劳无功，但偶尔也能成功。虽遇险，终能不陷不困。只要有耐心，前途光明亨通。
尽管我们时常忧心忡忡，但头顶星空，仍有一些美好和残酷的冒险能够激励我们，我们所拥有的不只是现在，我们可以为自己是人类的一部分而自豪。
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2024-06-10 09:15:18回复