今天，人類探索太空的腳步已經(jīng)走得很遠(yuǎn)了，

火箭發(fā)射的成功率越來越高

(資料圖)

空間站對(duì)接的效率也越來越高。

然而，載人深空探索和星際旅行，卻依然是短期內(nèi)難以企及的夢想。

其中重要的一個(gè)原因就是，太空飛行實(shí)在太過燒錢?；鸺鳛橐淮涡园l(fā)射的載具，成本和造價(jià)實(shí)在太高。

現(xiàn)實(shí)證明，登陸月球，登陸火星，不僅僅要制造強(qiáng)大的航天載具，還需要大幅度降低成本。

今晚北京時(shí)間21點(diǎn)，太空探索技術(shù)公司SpaceX經(jīng)過十年沉淀，研發(fā)出的號(hào)稱人類史上最強(qiáng)的，可回收的運(yùn)載火箭“星艦”（Starship） 終于發(fā)射了！

盡管，在點(diǎn)火升空一分多鐘后，“星艦”便失去了正常姿態(tài)，偏離了預(yù)定軌道，最終以失敗告終。

但這一次的大膽嘗試，依然開啟了廉價(jià)太空飛行時(shí)代的大門，也為宏大的星際旅行探索指明了方向。

回顧“星艦”一路走來的經(jīng)歷，這枚史上最大火箭的誕生，其實(shí)沒有捷徑…

火星殖民計(jì)劃

一切，還要從SpaceX成立之初說起，在2002年公司剛成立時(shí)，馬斯克就定下了研發(fā)可回收的商用火箭，降低空間運(yùn)輸成本的近期目標(biāo)，以及未來實(shí)現(xiàn)殖民火星的遠(yuǎn)期目標(biāo)。

過去發(fā)射的火箭都是一次性的，傳統(tǒng)的火箭通常使用兩級(jí)或多級(jí)結(jié)構(gòu)，一級(jí)是火箭助推器，將承載的二級(jí)火箭和搭載物（通常是衛(wèi)星）送入軌道后，一級(jí)助推器便脫離箭體墜落，往往就此毀壞，無法重復(fù)使用，這導(dǎo)致了太空運(yùn)輸?shù)某杀緲O其昂貴。

雖然美國和前蘇聯(lián)都曾研發(fā)過可重復(fù)使用的航天飛機(jī)，但因其維護(hù)費(fèi)用甚至超過了火箭，最終也不得不廢棄。

前蘇聯(lián)航天飛機(jī)“暴風(fēng)雪”號(hào)

在馬斯克看來，只要能研發(fā)出可回收，可重復(fù)使用的火箭，就能大幅度降低太空運(yùn)輸成本。

不僅能讓近地太空運(yùn)輸變得常態(tài)化，也能省下大筆資金用于更強(qiáng)大的，星際旅行載具的研發(fā)，從而最終實(shí)現(xiàn)殖民火星這看似遙不可及的夢想！

事實(shí)證明，馬斯克和SpaceX的方向是對(duì)的，定好了目標(biāo)，SpaceX開始拿出十年間磨一劍的姿態(tài)，他們組建團(tuán)隊(duì)，招攬人才，開始一門心思投入到可回收火箭方面的研發(fā)上。

SpaceX從零開始，朝著“可回收火箭”這個(gè)曾被俄羅斯人放棄的領(lǐng)域艱難進(jìn)發(fā)。

從2002年到2012年這十年間，SpaceX潛心磨礪技術(shù)，研發(fā)出了“獵鷹1號(hào)”低軌道運(yùn)載火箭并試飛成功。

基本實(shí)現(xiàn)了馬斯克所說的低發(fā)射成本（只有670萬美元）的目標(biāo)。

SpaceX的成功不僅讓SpaceX名聲大噪，也為他們贏得了美國宇航局NASA的投資與合作。

從那2006年起，NASA開始和SpaceX深度合作，出錢出人出技術(shù)，指望馬斯克的SpaceX能在商用火箭開發(fā)上更進(jìn)一步，降低發(fā)射成本，替NASA發(fā)射火箭，向國際空間站運(yùn)貨，讓這類業(yè)務(wù)變得更低廉，更常態(tài)化。

而馬斯克的目標(biāo)遠(yuǎn)不在此，他一門心思，鐵了心要研發(fā)出真正的“可回收火箭”。

他公開宣稱，接下來的十年里，SpaceX不僅要在可回收火箭技術(shù)上取得突破，還要同時(shí)研發(fā)大推力火箭，最終造出可回收的大推力火箭，朝著登陸火星，實(shí)現(xiàn)火星運(yùn)輸常態(tài)化這個(gè)終極目標(biāo)。

此話一出，馬斯克遭到了全世界眾多網(wǎng)民的嘲笑，有人笑話他還沒學(xué)會(huì)走就想要飛。

然而私底下，馬斯克卻在認(rèn)真踐行自己的豪言壯語，他一方面緊鑼密鼓地為大推力火箭做準(zhǔn)備，將適配于大推力火箭的“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)提上日程。

另一方面，他又在加緊試驗(yàn)可回收火箭技術(shù)，并終于取得了成功。

十多年里，馬斯克和SpaceX經(jīng)歷的是一段反復(fù)品嘗各種失敗的過程。

有墜海爆炸的…

有引擎?zhèn)鞲衅魇ъ`導(dǎo)致空中解體的…

還有好不容易降落到海上平臺(tái)，卻最終功虧一簣的…

一直到2015年12月，SpaceX的“獵鷹9號(hào)”火箭在佛羅里達(dá)州發(fā)射升空，十分鐘后一級(jí)火箭成功著陸回收，載有通信衛(wèi)星的二級(jí)火箭則繼續(xù)運(yùn)行，才真正實(shí)現(xiàn)了全球首次軌道發(fā)射火箭陸地回收。

2016年4月，“獵鷹9號(hào)”火箭搭載“龍”飛船發(fā)射升空，之后成功在大西洋上回收了獵鷹9號(hào)一級(jí)火箭，不僅實(shí)現(xiàn)了人類歷史上首次在海上實(shí)現(xiàn)火箭回收，還同時(shí)將“龍”飛船順利送入軌道，向國際空間站成功運(yùn)送了物資。

這兩次的發(fā)射成功，不但證明了回收火箭技術(shù)的可行性，也將人類太空運(yùn)輸?shù)某杀窘档土艘坏絻蓚€(gè)數(shù)量級(jí)，不少媒體驚呼到，廉價(jià)太空的時(shí)代越來越近了…

然而，階段性的成功并沒有讓馬斯克消停，沒過多久，語不驚人死不休的馬斯克再次豪言：

“我要在火星上退休，那是個(gè)適合退休的地方！”

講完這番話沒多久，他就投入到了比“獵鷹9號(hào)”更大的重型運(yùn)載火箭的研發(fā)中，在他的設(shè)想中，這枚超大的火箭，是為登陸火星準(zhǔn)備的…

“星艦”的誕生

2018年11月，這款設(shè)想中史無前例的重型火箭最終確定了名字，被命名為科幻感十足的“星艦”（Starship）。

它的設(shè)計(jì)理念是，第一級(jí)是一個(gè)強(qiáng)大的助推器，名為“超級(jí)重型”（Superheavy）。

第二級(jí)是一艘可獨(dú)立飛行的宇宙飛船，也稱為“星艦（Starship）”（和整體名字一樣）。

“星艦”全貌

一二級(jí)兩部分都是可回收重復(fù)使用的，一級(jí)的“超級(jí)重型”在發(fā)射后不久就可返回降落到發(fā)射架，二級(jí)的“星艦”在完成太空飛行后也有能力返回發(fā)射架旁。

“星艦”的方案前后經(jīng)過了多次修改，但在馬斯克的設(shè)想里，它必須是一款史無前例，人類有史以來最大最強(qiáng)力的火箭。

比如，它應(yīng)該比“阿波羅登月計(jì)劃”使用的火箭，“土星五號(hào)”尺寸更大，高度超過111米，且推力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過后者。

登月火箭“土星五號(hào)”

對(duì)馬斯克研發(fā)的大推力火箭，NASA非常感興趣，不僅追加了30億美元投資，還跟SpaceX簽訂了新合約，預(yù)備馬斯克的星艦一旦試驗(yàn)成功，將把它作為“阿爾忒彌斯3號(hào)”登月計(jì)劃的重要載具，實(shí)現(xiàn)NASA重返月球的計(jì)劃。

“星艦”早期概念圖

要知道，“星艦”要達(dá)成的目標(biāo)，不僅僅實(shí)現(xiàn)最大火箭升空，還要做到可回收。

如果不能成功回收，那么這枚史上最大的火箭也不過是重復(fù)前人造大火箭的路，徒增資源浪費(fèi)罷了。

為了達(dá)成這個(gè)目標(biāo)，馬斯克和SpaceX又一次開啟了反復(fù)試驗(yàn)的進(jìn)程。

像過去一樣，他們不斷失敗，改進(jìn)，再失敗，又再改進(jìn)的過程。和無數(shù)的科研項(xiàng)目一樣，除了反復(fù)試驗(yàn)和迭代，沒有任何捷徑可走。

在設(shè)計(jì)星艦的中，馬斯克和SpaceX團(tuán)隊(duì)也做出了不少大膽的革新，比如火箭的材料，就大膽使用了新型不銹鋼，拋棄了傳統(tǒng)的碳纖維。

對(duì)此馬斯克的解釋是：

不銹鋼造價(jià)便宜，鍛造容易。

又因?yàn)樾桥灥拿颓莅l(fā)動(dòng)機(jī)用的是液態(tài)甲烷與液氧作為推進(jìn)劑，液氧罐在加熱過程中容易和碳纖維發(fā)生反應(yīng)，不得不給碳纖維添加惰性襯里，這會(huì)增加額外的成本。

其次，碳纖維的強(qiáng)度在溫度超過200后性能就會(huì)下滑，又需要添加厚厚的隔熱瓦，而不銹鋼不需要那么厚。

說到底，不銹鋼雖然不如碳纖維那么輕，但因?yàn)椴恍枰砑痈鞣N額外的隔層和保護(hù)層，總體算下來還是比碳纖維材料輕。

總而言之，比起碳纖維，不銹鋼重量輕，成本低，加工容易，韌性強(qiáng)度不輸碳纖維。

最終，SpaceX敲定了用自研改進(jìn)的不銹鋼，作為了星艦的外殼材料。

接下來，就是各種原型機(jī)的建造和測試了，迄今為止，星艦一共建造了超過25個(gè)原型機(jī)。

其中絕大多數(shù)成為了這場漫長試驗(yàn)的鋪路石，這份長長的表單上，記錄了眾多原型機(jī)火箭的命運(yùn)，它們有的碎裂，有的毀壞，有的被拆除，有的直接退役了…

2020年8月，原型機(jī)SN5的測試失敗，之后被迫退役。

2020年12月，原型機(jī)SN8測試，飛到半空后第三個(gè)引擎突然熄火，

回收著陸前，底部又因不明原因燃燒，最終墜毀到地面炸成了一團(tuán)火球……

馬斯克在SN8殘骸旁一臉無奈地拍下了一張合影

2021年2月2日，星艦原型機(jī)SN9進(jìn)行高空測試和回收著陸測試。由于著落時(shí)姿勢突然發(fā)生偏移，最終墜毀在預(yù)定降落地點(diǎn)。

2021年3月3日， 原型機(jī)SN10測試，發(fā)射和降落看似都成功了。

卻在著陸八分鐘后發(fā)生爆炸，據(jù)說因?yàn)橹懙膹?qiáng)度遠(yuǎn)高于預(yù)期值，火箭最終承受不了沖擊而爆炸了…

2021年3月30日，原型機(jī)SN11，火箭在失去遙測數(shù)據(jù)后發(fā)生不明原因爆炸。

2021年5月5日，原型機(jī)SN15，回收時(shí)軟著陸成功，原本考慮再次發(fā)射，但最后還是退役了…

史上最大火箭

2021年10月，在經(jīng)歷了幾十次失敗，挫折，又積累了越來越多的經(jīng)驗(yàn)后，“星艦”原型機(jī)S24開始建造了。

這是一個(gè)高122米，直徑達(dá)9米，配備了33臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)的“超重型推進(jìn)器”，推力高達(dá)74500千牛，號(hào)稱人類有史以來體積最大，推力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭！

從建造到調(diào)試，S24經(jīng)歷的各類測試達(dá)50余次。

2023年4月17日，這個(gè)人類有史以來最大的火箭終于站在了美國得克薩斯州的博卡奇卡發(fā)射場上。

這個(gè)最大的火箭到底有多大？

以人為參照物對(duì)比一下就能直觀感受到…

按原定計(jì)劃，它將從這個(gè)發(fā)射場升空。

火箭起飛后不久，一級(jí)推進(jìn)器“超級(jí)重型”和二級(jí)的星艦分離后，將在一個(gè)海上平臺(tái)實(shí)施回收著陸。

而二級(jí)的星艦將繼續(xù)飛行一小時(shí)，飛到距離地面150公里到250公里的外太空，之后再重新進(jìn)入大氣層，降落在太平洋某島外15公里的處，實(shí)現(xiàn)二級(jí)飛船“星艦”的回收。

不過，在原定17日發(fā)射前的最后關(guān)頭，由于發(fā)現(xiàn)一級(jí)推進(jìn)器“超級(jí)重型”的一個(gè)壓力閥故障，SpaceX被迫臨時(shí)取消發(fā)射，擇日再發(fā)。

對(duì)于這場萬眾矚目的火箭發(fā)射，馬斯克存在的最大的擔(dān)憂是：

幾十臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)好比綁在一起的手榴彈，一旦某個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)在剛發(fā)射時(shí)就出現(xiàn)問題，極可能一發(fā)而動(dòng)全身，炸毀發(fā)射臺(tái)，而重建發(fā)射臺(tái)需要好幾個(gè)月的時(shí)間。

馬斯克對(duì)此感慨到：

“只要不炸毀發(fā)射臺(tái)就算成功！”

就這樣，4月20日21點(diǎn)多，“星艦”原型機(jī)S24最終迎來了歷史性的一幕，這枚史上最大的火箭，第一次進(jìn)行完整發(fā)射和可回收測試。

發(fā)射場的天氣不錯(cuò)，眾多網(wǎng)友和粉絲都守候在了直播室，控制大廳和發(fā)射場外也聚集了眾多圍觀的民眾。

直播鏡頭給出了“超級(jí)重型”推進(jìn)器底部33臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)試畫面。

隨著一波倒計(jì)時(shí)，“星艦”點(diǎn)火升空…

幾秒之后，在巨大的轟鳴聲中，將這個(gè)龐然大物緩緩地飛到了半空…

它的初期爬升過程還算順利…

55秒后，它的高度達(dá)到了4公里，時(shí)速達(dá)到了629公里每小時(shí)。

然而，大約一分多鐘以后，當(dāng)鏡頭再度給到“超級(jí)重型”推進(jìn)器底部時(shí)，此時(shí)“星艦”的速度已經(jīng)到了745公里每小時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的尾焰并沒有呈現(xiàn)完整的圓環(huán)，像是關(guān)閉了幾臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。

升空1分30秒，速度突破1084公里每小時(shí)后，突發(fā)狀況出現(xiàn)了：

火箭開始突然下降…

隨后，整個(gè)箭體開始在半空中不規(guī)則地翻滾…

看到這一步的人都默默地意識(shí)到：

情況不妙了…

又過了十秒鐘后，演播大廳的主持人遺憾地宣布：

出現(xiàn)了不明原因的狀況，一二級(jí)火箭分離失敗，這一發(fā)射沒能取得成功。

控制大廳里，直播鏡頭拍到了馬斯克，他先是敷衍地笑了一下，之后轉(zhuǎn)過頭去，滿臉都是肉眼可見的沮喪。

然而此時(shí)，前來現(xiàn)場見證的美國民眾，在短暫的嘆息后，很快爆發(fā)出了的掌聲和歡呼聲。

這聲音里蘊(yùn)含了致敬，鼓勵(lì)，還有希望。

探索宇宙的道路，一直都布滿了荊棘與坎坷，“星艦”試飛失敗，依舊堪稱星際遠(yuǎn)航的里程碑。

正如一段名言所描述的：

勇氣，有時(shí)并不是雄獅般的怒吼，而是敢于在失敗之后說一句，“我們?cè)賮硪淮巍薄?/p>

相信，人類終會(huì)有把星際旅行變?yōu)槿粘；顒?dòng)的那天～

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