北京時(shí)間2021年5月6日6點(diǎn)20分左右，SpaceX星艦原型(代號SN15)在得克薩斯州博卡奇卡(Boca Chica)成功進(jìn)行了高空飛行測試，這是SpaceX星艦原型第五次挑戰10公里級高度，也是首次沒(méi)有發(fā)生爆炸事故的完美著(zhù)陸。

　　本次飛行程序和此前的四次類(lèi)似：首先星艦飛行到最高點(diǎn)，隨后進(jìn)行姿態(tài)調整，使腹部沖下，借助腹部增大與空氣接觸面積，加大空氣對星艦的阻力，然后星艦徐徐向地面飄落，在距離地面一定高度時(shí)，發(fā)動(dòng)機再次點(diǎn)燃，使星艦重新直立起來(lái)(俗稱(chēng)“神龍擺尾”)，靠發(fā)動(dòng)機的反推進(jìn)行軟著(zhù)陸。

　　在本次試驗之前，2020年12月10日、2021年2月3日、2021年3月4日和2021年3月27日，星艦原型SN8、SN9、SN10和SN11分別進(jìn)行了10公里級高度的測試飛行，發(fā)射和返回的前期都非常成功，其中SN8和SN9都是在最后著(zhù)陸階段發(fā)生了觸地爆炸。SN10更可惜，在明明穩穩著(zhù)陸數分鐘后還是發(fā)生了爆炸，把整個(gè)星艦都炸飛了。SN11更是慘烈，當天大霧彌漫，地面攝像機根本看不清星艦，星艦內部的相機顯示，SN11正常起飛，在快落地的時(shí)候失去信號，透過(guò)大霧，首先看到一團紅光，緊接著(zhù)一聲巨響，看到有碎片四散開(kāi)來(lái)，發(fā)生了粉碎性爆炸。

　　其中SN8未能成功著(zhù)陸的原因是飛船的燃料箱壓力不足，發(fā)動(dòng)機推力不夠，未能讓飛船成功軟著(zhù)陸;SN9的三臺發(fā)動(dòng)機在著(zhù)陸的階段只有一臺點(diǎn)火工作，推力不夠，發(fā)生粉碎性爆炸墜毀事故;據說(shuō)SN10也是因為最后發(fā)動(dòng)機推力不太夠，雖然穩穩站住了，但從回放的畫(huà)面中可以看到，站住之后在地面反彈了一下，這種反彈可能導致內部管路損壞，發(fā)生燃料泄漏，站立了幾分鐘后還是發(fā)生著(zhù)火并爆炸。通過(guò)回放的畫(huà)面還可以看到，SN10的六個(gè)著(zhù)陸腿中有三個(gè)沒(méi)有完全伸展開(kāi)來(lái)，這說(shuō)明SN10在結構設計上還是要不斷優(yōu)化。SN11失敗的原因推測是由于甲烷輕微泄漏導致的起火損壞了電子設備，最終導致整個(gè)星艦爆炸。

　　此前3月4日測試的SN10算不算成功呢?根據SpaceX的官方說(shuō)法，算是成功，這種說(shuō)法也是有道理的，因為星艦的這些“試驗箭”其目的是為了一步步進(jìn)行技術(shù)驗證，SN10從發(fā)射到抵達10千米級高度，然后進(jìn)行調姿腹部沖下下落，最后重新調姿到站立在地面上，這一切都正常，驗證了流程上的各個(gè)環(huán)節。

　　當然很多專(zhuān)家和媒體認為SN10并不成功，因為落地后內部結構還是發(fā)生了預料之外的損壞，最終還是爆炸了嘛。其實(shí)，算成功也好，算不成功也罷，都不是太重要。今天SN15星艦的完美著(zhù)陸(沒(méi)有爆炸)真正征服了所有的人。馬斯克這種把做互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的快速迭代模式帶到了火箭研發(fā)領(lǐng)域，令人耳目一新。

　　最早今年7月進(jìn)行星艦的整體入軌飛行

　　從SpaceX給這艘航天器起的名字就可以看出其用途，這是一種能夠重復使用，兩級入軌的重型火箭發(fā)射系統。目標是能夠搭載大宗物資往返地球和太空、地球和月球、甚至地球和火星之間，終極愿景甚至支持火星殖民。

　　目前，我們在提到星艦這個(gè)稱(chēng)呼時(shí)，特指第二級的飛船部分，就是目前正在測試的部分。飛船部分高50米，直徑9米，重約1300噸，安裝有3臺真空版猛禽發(fā)動(dòng)機和3臺海平面版發(fā)動(dòng)機。托舉飛船的是一枚更加強大的超重火箭(Super Heavy)，這種火箭高72米，直徑9米，重達3500噸，安裝有28臺猛禽發(fā)動(dòng)機。飛船部分加上超重火箭后的總高度達120米，近地軌道運載能力超過(guò)100噸，一次性可將100名乘客送上太空。

　　據官方透露，如果一切進(jìn)行的順利，星艦飛船加超重火箭的組合將在今年7月份進(jìn)行一次亞軌道飛行，這將是SpaceX繼重型獵鷹之后又拿出的一件驚人作品。

　　根據規劃，7月份的星艦編號為SN20，超重火箭部分編號為BN3。這里簡(jiǎn)單說(shuō)一句，SN是Starship Number的縮寫(xiě)，意思是星艦序列號。BN是Booster Number的縮寫(xiě)，意思是助推器序列號。但根據經(jīng)驗看，7月份能進(jìn)行軌道飛行的可能性不太大。
 

　　日本富豪前澤友作等待乘坐星艦繞月飛行

　　2018年9月18日，Space X公布前澤友作(Yusaku Maezawa)預購了星艦船票，將作為首位繞月旅行的私人乘客，如果成功，他將成為首位超越地球軌道的商業(yè)太空旅客。

　　資料顯示，前澤友作1975年出生，日本收藏家、企業(yè)家。他是日本在線(xiàn)時(shí)尚零售平臺 Start Today、ZOZO 公司創(chuàng )辦人(后者 2019 年被 Yahoo! JAPAN 收購)。截至2020年1月，福布斯估計其擁有20億美元的財富，名列日本富豪榜第22位。

　　2021年3月2日，日本億萬(wàn)富豪前澤友作公布了“親愛(ài)的月球(Dear Moon)”計劃的動(dòng)態(tài)更新——面向全世界邀請8個(gè)人，于2023年免費和他一起乘坐星艦進(jìn)行一場(chǎng)繞月旅行，3月14日已經(jīng)截止申請了。

　　我的一位朋友比較幸運成功申請了本次活動(dòng)，并收到了官方郵件。他表示，盡管最終能跟隨前澤友作先生環(huán)月飛行的可能性很小很小，但也不是沒(méi)有。如果真能選中去月球飛一圈，哪怕冒著(zhù)生命危險都要去，他寧愿在宇宙星空里化為灰燼，億萬(wàn)年在蒼穹里漂泊，也不愿留在地球上化作一堆肥料參與生物圈下一次循環(huán)。

　　世界最強大的液氧甲烷發(fā)動(dòng)機

　　有關(guān)星艦使用的液氧甲烷“猛禽”發(fā)動(dòng)機，我們在之前的文章《SpaceX星艦從萬(wàn)米高空飄落并穩穩站住 數分鐘后發(fā)生爆炸》中有過(guò)詳細科普，這里簡(jiǎn)單再科普一下。

　　星艦使用的是以液氧甲烷為燃料的大推力發(fā)動(dòng)機，單臺最大推力可達2000多千牛，換算成直覺(jué)理解，就是能托舉起200多噸的重物，相當于4節載滿(mǎn)50噸貨物的火車(chē)車(chē)廂。本次測試使用了3臺這樣的發(fā)動(dòng)機，上面我們也有提到，完整版的星艦將裝有6臺這樣的發(fā)動(dòng)機，超重火箭則將安裝有28臺發(fā)動(dòng)機。你可以自己估算一下總推力，非常驚人。

　　目前，SpaceX星艦的猛禽火箭發(fā)動(dòng)機，貝索斯藍色起源公司的BE4火箭發(fā)動(dòng)機以及中國民企藍箭航天的天鵲火箭發(fā)動(dòng)機都是液氧甲烷發(fā)動(dòng)機。

　　液氧甲烷發(fā)動(dòng)機有什么優(yōu)點(diǎn)呢?首先，液氧甲烷發(fā)動(dòng)機相較于液氧煤油發(fā)動(dòng)機比沖要大，比沖是火箭發(fā)動(dòng)機常用的衡量指標，其物理意義是，消耗單位質(zhì)量的燃料，火箭所能獲得動(dòng)量的多少，顯然這個(gè)數越大越好。其次，甲烷容易燃燒，不容易產(chǎn)生積碳，有利于火箭的重復利用。液氧甲烷發(fā)動(dòng)機相較于液氫液氧發(fā)動(dòng)機則易于設計和維護，而且物美價(jià)廉，非常令商業(yè)航天公司青睞。值得一提的是，廚房家用煤氣罐里儲存的就是甲烷。

　　星艦測試的重要節點(diǎn)事件

　　2019 年 7 月 26 日，SpaceX對最早的星艦原型機 “星蟲(chóng)”(starhopper)進(jìn)行了高度20米的自由懸浮測試。

　　2019年8月27日，SpaceX再次對“星蟲(chóng)”進(jìn)行測試，成功飛行到150米的高度并安全著(zhù)陸。

　　2020年8月5日，星艦原型SN5完成了高度150米的自由懸浮測試。由于沒(méi)安裝頭椎，SN5外觀(guān)看起來(lái)就像是一個(gè)30多米高的圓柱形不銹鋼大水塔。

　　2020年8月25日，星艦原型SN6同樣完成了高度150米的自由懸浮測試。

　　2020年12月10日，星艦原型SN8進(jìn)行了12.5公里高度的測試飛行，在最后落地的時(shí)候發(fā)生墜毀爆炸。

　　2021年2月3日，星艦原型SN9再次進(jìn)行了10公里高度的測試飛行，仍然是在最后落地的時(shí)候發(fā)生墜毀爆炸。

　　2021年3月4日，星艦原型SN10第三次進(jìn)行了10公里高度的測試飛行，穩穩落地，但在落地數分鐘后，還是發(fā)生了爆炸。

　　2021年3月27日，星艦原型SN11第四次進(jìn)行了10公里高度的測試飛行，失敗的更慘，箭體炸成碎片。

　　其他的星艦原型要么在地面測試中炸毀，要么完成歷史使命，退出了歷史舞臺。目前，準備建造的星艦原型，已經(jīng)排到了SN20。