文|华商韬略

马斯克,成了

星舰准备发射!

火箭发动机点火只要0.1秒。

去年4月6日开始,作为无所不在的临时公关,马斯克开始频频在推特上为自己即将举行的创举努力打Call。

拥有超亿粉丝的他 ,要让一个摩天大楼大小的铁皮桶飞向宇宙的更尽头,要让人类可以带着电脑冰箱和换洗袜子跟着它旅行,甚至定居火星。

这个铁皮桶,就是马斯克旗下SpaceX的星际火箭星舰。 它皮实耐用、便宜,用完后还能自己返航。在马斯克的设想里,它将在某一天,变身为朴实无华的宇宙交通工具。

北京时间2024年6月6日晚,经历三次失败的悬念和铺垫之后,星舰的第四次试飞终于成功实现海上软着陆,人类离定居火星又近了一步。

巨兽出没

我个人迈出一小步,人类迈出一大步。

2023年4月,54年前阿姆斯特朗登月的回声,开始了它的火星版重演。

美国德克萨斯州南部博卡奇卡的星舰基地,火箭巨兽星舰矗立在发射塔上,等待美国联邦航空管理局(FAA)下达环境许可的最后一道批文。

但原计划4月10日的首飞,先是因为批文推迟到17日,然后又因为在发射的最后准备时间,气动阀冻住无法工作,提前开启的全球直播被迫中止,直到 4月20日美国中部时间21点35分,它才万事俱备,只欠一声令下。

星舰的主人,SpaceX创始人、CEO埃隆马斯克和工程师们坐在发射台的任务控制中心,监控燃料系统和各部件的状态,做项目清单的最后检查,通过耳机和话筒完成确认。

10、9、80,在倒计时的呼喊中,哥斯拉般的巨型发射架松开爪子,星舰底部燃起熊熊火焰,在巨大的白色烟雾中离开地面,飞向苍穹。

作为SpaceX的新一代太空运载系统的核心承载体,星舰的使命是,抵达月球轨道,最终载人、载物到达火星,建设火星城市。

这是一头真正的巨兽,它 总长约120米,直径约9米,由两部分组成,之一级是长约70米的超级重型助推器,第二级才是星舰飞船。

美国宇航局局长纳尔逊曾炫耀,该局的太空发射系统(SLS)是世界上最强大的火箭。SLS高98米,超过了纽约自由女神像, 但在相当于一栋单层面积64平米的40层摩天大楼星舰面前,SLS不好意思再说自己强大了。

相比人类已发射的更大火箭土星五号,星舰高出3层楼;相比中国更大火箭长征五号,星舰是它的2倍高;如果横放在客机巨无霸A380旁边,星舰多出一架客机波音737的长度。

巨大的体积,带来了巨大的重量。 注满燃料后,其总重量超过5200吨。

把这样一个庞然巨物送上36万公里外的,是39台燃烧液氧甲烷的猛禽-2发动机。

猛禽发动机分地面型和真空型两种,前者高3.1米,喷管出口直径1.3米,内部可供三位工程师同时作业;而真空型的体积则是地面型的4倍多。

二级的星际飞船,安装了3台地面型和3台真空型发动机,干苦活的超重助推器则安装有33台地面型发动机。

它们并列排布,如同一个巨大的钢铁蜂巢,起飞时产生高达7590吨推力。

凭借如此推力,星舰成为了有史以来最强大的运载火箭。根据SpaceX官网介绍,该型火箭除了可以把100-150吨货物送上近地轨道,还可以执行载人登陆月球、火星等任务。

相比之下,美国宇航局2022年11月发射的SLS,只有95吨的近地轨道负载能力。

更重要的是,SLS在把有效载荷送入轨道后将坠毁于大海,无法再利用。而星际飞船却可回收,能重复使用!

如果不考虑重复使用的消耗性发射,其更大载荷更可以达到250吨。

美国三位天文学家和物理学家因此发表文章,盛赞马斯克的大玩具:

太空天体物理学任务一直受到发射器能力的严格限制,己经长达20年都没有发生实质性变化如果星际飞船发射成功了,它将极大增强我们的太空能力,从质的角度改变天体物理学任务的构建方式。

拨动宇宙游戏的天平

让马斯克手眼通天的星舰,是那么强大,又是那么平民。

早前的一张SpaceX火箭制造现场图片显示,工人们正焊接着不锈钢板,几个铁皮桶形状的箭体竖立地面,场地另一侧还暴露着大片泥土。

其朴实无华,甚至让人分不清,这到底是建筑工地,还是火箭发射场?

网上还曾流传一条视频,有一个姑娘,骑着马,若无其事地经过星舰的发射场。 整个发射场,没有园区,没有铁丝网,甚至连个栅栏也没有。

马斯克追求的,就是这样既强大、又平民的效果。

航天是个烧钱的游戏,比如美国宇航局的SLS火箭,即使对于马斯克这样的超级富豪,也实在是太贵了。

该项目自2006年启动以来,其开发成本已达500亿美元,最初计划在2016年的发射,也足足推迟了6年,才在2022年完成首次试飞。

SLS的每次发射成本也超过40亿美元,而且每次发射都要重新建造一枚火箭,马斯克如今2500多亿美元的身价计,也只够宇航局折腾60来下。

马斯克盯上火星后,首先就对这个状况不满意。

2016年9月,他在墨西哥举办的宇航大会上公布了火星登陆计划,预计通过飞船把人类送上火星。

几天后,他又宣布了星际运输系统的概念,并在2017年公布其修正版,即大猎鹰火箭,这正是星舰的前身。

让马斯克敢于撂下豪言的,是一个大胆的思路:过去50年里,太空产业没有真正进步,每一枚火箭都造得像法拉利一样又贵又好,但有时候便宜一点的本田雅阁就能搞定。

于是,朴实无华的不锈钢替代了碳纤维,不仅耐高温而且便宜,成本只有碳纤维的1/300。

早年的火箭都是横着造的,马斯克的猎鹰9号也是如此。但他在实践中很快有了新想法:火箭发射都是直的,整个流程也是直的,我们为什么要费力不讨好地横着造火箭。

不要把地心引力当作敌人,去利用它!

这让星舰建造变成了搭积木一层层往上搭的方式,不但更高效,而且还解决了火箭结构因为地心引力而变形的问题。

通过这种不断颠覆的创新,马斯克最终改变了航天业的高精尖和一次性,让航天器可以快速升级和重复利用,成本因此大大降低,效率因此大大提升: 2022年SpaceX星舰简报会曾计划,未来每三天生产一艘星舰。

这个计划虽然过于乐观,但实际结果仍然不差。最重要的猛禽-2发动机从2021年末开始不到一年便产出200台,足够供应5枚星舰。

目前,还无法对星际飞船的成本进行准确估计,但马斯克此前曾表示,在未来几年时间内,它的每次发射成本可能会低于1000万美元。

更重要的是,和SpaceX过去的猎鹰9号相比,星舰可以把太空运输的成本降到更低。

在猎鹰9号之前,人类送一公斤货物上太空,大概需要2万美元左右,猎鹰9号把成本降到了2000美元。星舰则更胜一筹,如果它成功,最终的理想情况可能是每公斤100美元!

哈佛商学院太空经济教员布伦丹罗索因此评论道:

它可能会从根本上改变太空经济,以及我们可以在太空中放置多少东西,以及为什么要这么放置。

这样的效率,会让火箭基地变身为一个工厂流水线,让佛罗里达和德克萨斯的两大发射基地,成为通往太空的民用机场,人们甚至可以来场说走就走的太空旅行,或办一张火星移民签证,幸运拿到绿卡,然后在火星城市找份工作

这样的结果,也正是马斯克努力的目标:火箭应该像飞机旅游一样频繁,成为每个人生活中的一部分。

目前,星舰系统拥有多个版本的设计方案,包括测试版、登月版、环月旅行版、货运版等。在登月版方案中,包含了一个1000立方米的超级客舱:按SpaceX前高管Lewis Hong的比喻,大到能把整个埃菲尔铁塔全部拆开,然后整个运上太空。

睡眠舱、餐厅、健身房、会议室和储藏室一应俱全,只能容纳几个人的狭窄太空舱已经成为历史。

这意味着,真正的载人商业航天时代,可能由马斯克开启。

2021年,维珍银河创始人布兰森乘坐团结号飞到86公里高空,将亚太空旅行的票价卖到了45万美元;

蓝色起源CEO杰夫贝索斯乘坐新谢泼德号火箭越过卡门线到达106公里太空,同行座位卖到了2800万美元(折合人民币1.8亿元);

马斯克也将一名前宇航员和3名普通太空旅客送到575公里的宇宙深处,绕地球飞行了3天,并分别收取了三位富豪5500万美元(约合人民币3.5亿元)。

一旦星舰真正投入使用,过去的亚太空旅行将升级为豪华版的宇宙深空旅行,SpaceX将会把所有官方与民间的同道甩在身后。

在过去的22年里,SpaceX公司从猎鹰1号火箭发射屡试屡败的初创公司,到猎鹰9号时,已是全球发射火箭频次更高的航天大鳄,火箭发射入轨重量占到全球半数。

2022年,猎鹰9号火箭发射了61次,星舰如能在未来10年达到同等发射量,那么每年单星舰的入轨重量就能达到6100吨,是2022年全球航空入轨总重量的六倍。

届时,SpaceX在世界航天业的地位将从首屈一指变为唯我独尊,而马斯克将拥有制定航天游戏规则的权力,将越来越多的商业航天公司挡在门外。

SpaceX的另一重要业务星链,则已经证实了这种可能。自2018年马斯克用猎鹰火箭将通信卫星陆续送入近地轨道,并逐渐形成了一张覆盖地球的通信网星链项目。截至2024年4月2日,其星链卫星已发射6122颗,占全球绕地球运行的卫星的60%。

未来,星舰指数级增长的运力将加快星链的铺设,星链的收入也将反哺星舰开发宇宙深空,并为火星城提供通信基础设施。

这样的能力,让美国官方也坐不住了。早在 2021年4月17日,美国宇航局便宣布,SpaceX成为美国阿尔忒弥斯登月计划载人登陆系统(即载人登月舱)的唯一承包商。

成为唯一的最重要甚至唯一原因,也正是它无以伦比的经济性。

全世界为他让路

美东时间2023年4月20日,星舰的首次发射以失败告终。

虽然在此之前的一年里,它已经多次点火测试,努力 确保这次飞行万无一失,全球宇航爱好者也都睁大着眼睛等待着它的成功,但它还是失败了。

而这样的失败,对马斯克和SpaceX,已是家常便饭了。

2006年,星舰的前前前身猎鹰1号之一次发射失败,之后又接连失败两次。那是马斯克的至暗时刻,4年的发射已将他的1亿多美金耗尽,如果第四次还不成功,他将一无所有。

幸运的是,2008年的第四次发射成功了,马斯克在绝望中等来了NASA(美国国家航空航天局)的合同订单,也让他痛哭流涕。

无数次发射、失败、再发射后,猎鹰进化到9号,SpaceX开始尝试对火箭进行回收,然后又是一连串的失败:

2018年实验14次,失败2次;

2019年实验16次,失败1次;

2020年实验25次,失败2次;

2021年实验31次,失败1次。

然后,2022年,猎鹰9号试验回收60次,失败0次从此成为了一枚可回收的商业火箭。

再然后,马斯克又嫌猎鹰9号小了,要更巨型的火箭,于是有星舰,也有了重新开始的一连串失败。

2020年2月,飞船原型SN1在液氮压力测试中爆炸;12月,进化到SN8的飞船挑战12.5千米高空试飞时燃料罐爆炸;

2021年3月,进化到SN10的飞船高空试飞第三次爆炸;星际飞船从SN1号原型机一路炸到SN11号机。

但这次次爆炸后,却很难观察到马斯克是否沮丧。他甚至还在一次爆炸后立即发布推文:

我们已经拿到所有所需数据,恭喜SpaceX团队!

2021年,当SN20飞船和Booster4火箭合体时,马斯克兴奋地开启星舰整体试飞计划,却等不来FAA的环境批文他们担心发射会给德克萨斯州博卡奇卡发射基地周边环境带来影响,于是,马斯克在佛罗里达州肯尼迪航天中心开始建设第二生产和发射基地。

2022年,首飞火箭再次迭代为SN24+Booster7,成为了今天的最新一代星舰。

然后是2023年4月20日9点27分,在完成燃料系统和各部件状态的监控、项目清单的最后检查后,星舰进入了5分钟的发射倒计时,发射场内,响起了所有员工的鼓掌欢呼。

9时33分许,倒计时进入了最后40秒,人群继续爆发出持续的欢呼和掌声,随着厚重的烟雾与火焰,星舰拔地而起,发射成功。

发射后,火箭看起来一切正常,它的更高时速一度达到2000公里。

但在发射后3分48秒左右,异常出现了,应当分离的超重助推器,未能分离成功。 于是,在38000米的高空,火箭开始旋转下坠并最终爆炸。

20分钟后,马斯克缓过来了,他用大家熟悉的调调发了条推文:祝贺SpaceX团队完成激动人心的星舰首飞测试,为几个月后的再次发射学到了很多。他的推特首页公告,也随之改为了:nothing。

然后又是一次次的再试,再失败:

2023年11月,星舰第二次试射,火箭之一、二级成功分离,但飞船在到达目标高度前爆炸。

2024年3月,星舰第三次试射,发生火箭之一级超级重型助推器意外解体和星舰飞船失联事故。

终于,三个月后,2024年6月6日晚,星舰第4次飞行测试,其超重型助推器软着陆成功。马斯克发帖:

SpaceX团队取得了史诗般的成就!!