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马斯克的星舰SN15试飞成功，人类距离下一张火星船票还有多远？

2021-05-06 11:41:30 创事记作者：经纬创投

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　　文/经纬创投

　　北京时间5月6日，SN系列星舰研发进度终于迎来了曙光——SN15在美国德克萨斯州博卡奇卡成功挑战高空试飞和着陆，没有重蹈SN11的覆辙。

　　这意味着，星舰原型机取得阶段性胜利，SpaceX掌握了最关键、最难搞的安全着陆能力，将加速星际飞船的彻底成型和入轨发射。

　　从2016年马斯克在国际宇航大会公布前往火星计划起，星际飞船研发便被提上日程，从Starhopper原型机到如今的SN15，原型机已经迭代多次，根据SpaceX的估计，飞船最终成型，大约需要20台原型机进行测试。

　　这次SN15的成功软着陆将进一步缩短星舰入轨时间，马斯克的火星梦，又近了一小步。以下，Enjoy：

　　数次爆炸，数百项技术改进

　　前段时间，SN11没有如马斯克预想中那般完成软着陆的使命，在大雾中留下一声爆响和火光后，直接在空中玩起了“失踪”。官方解说员则直接告诉我们：它不会再回来了，给我们留下一场精彩的试飞。（实则，SN11空中炸裂成无数小碎片）

　　尽管如此，马斯克依然在一片嘲讽“流水的星舰，铁打的炮仗”中宣布SN15即将发射，继续探索前往太空的旅途。据马斯克公开表示，SN15浑身上下拥有数百项设计改进，包括猛禽引擎设计、燃料、机身、舱顶等多处。

　　保持着每月一发的节奏，SN15在紧锣密鼓中开启了征程。这次，星舰原型机没有辜负马斯克的期待，成功完成了自己的任务。看着直播间成功着陆的消息，不由得让网友感叹：“马斯克效率真高。”毕竟，还没有一家航空公司可以做到每月发射一次。

　　根据业界得到的SpaceX最新内部排期表，SpaceX目标今年7月1日实现SN20+BN3合演轨道级发射。按照这个目标，接下来SpaceX每个月可能都得进行发射测试。

　　拉出从SN11到SN15的发射时间表，这个速度确实很“马斯克”了，怕是真的没有第二家能干出如此的效率来。

　　3月4日，SN10爆炸；

　　3月9日，SN11移至发射台；

　　3月10日、3月11日调试检查准备

　　3月12日，低温加压测试；

　　3月15日静态点火测试，失败；

　　此后几天，静态点火测试不断推迟；

　　3月22日，静态点火成功；

　　3月30日，SN11发生爆炸，星舰原型机第四次挑战高空软着陆失败

　　4月8日，SN15组装及完毕，前往发射场

　　4月27日，第一次静态点火成功

　　4月28日，第二次静态点火成功

　　5月6日，星舰SN15发射成功

　　尽管网友调侃SpaceX步子扯得太大，显然SpaceX不会如此开玩笑，毕竟背后都是经费在燃烧。按照SpaceX早前的规划，SN11测试的时候，SN12-SN14的建设便已经有了一部分进展，甚至连零部件都开始组装了。

　　但前面几次星舰测试中回收的大量数据，为星舰研发提供了充足的参考，在此基础上，SN15增添了数百项设计，相比前辈们有了全新升级。那么同SN11差不多设计的SN12-SN14自然就没有特别大的测试意义。早在SN11发射之前，就有消息传出，SN11测试之后，SpaceX会直接跳到SN15。

形象生动，说明了SN11到SN15 （图源：SpaceXMR）

　　另一方面，如此迅速且高效，马斯克正在将发射火箭变成批量、规模性生产。就在SN15静待低温测试的时候，SN16已经出现在公众视野，舰身部分正在装备隔热瓦。

　　大概就是，每一艘星舰都眼睁睁看着“兄弟牺牲在自己身边”，然后继续“站在前辈的残骸旁，向太空进发。”不过，身高数百英尺的大火箭们害怕也没用，只能硬着头皮向十多千米的高空一次又一次发起挑战。

　　SN15与SN11残骸的合影

　　随着不停的测试、炸机，星舰原型机成功的概率越来越大：

　　SN8成功的概率只有三分之一；

　　SN10成功的概率提高至60%；

　　SN11成功的概率则变成了90%；

　　SN15成功把概率问题变成了现实。

　　SpaceX的每一艘星际飞船都在顽强地为后继者扫平障碍，比如SN10首次成功着陆，却在落地后爆炸，让SpaceX 再度调整发动机推力，以及重新部署方案；SN11暴露的燃料泄漏问题则被全新的SN15弥补。

　　不仅如此，SN15还全新安装了星链，看这架势马斯克是要把SpaceX的技术逐渐整合为一体。星舰+星链的组合，或许能够实现无线通信和太空运输的无缝衔接。

　　在马斯克的构想中，未来包括飞机、船舶、车辆乃至星际飞船上，Starlink互联网都可以随时随地为人类提供通信服务。有相关人士预测这次安装星链的举措可能就是要在SN15试验过程中，借助星链进行无线电遥测和通信。不过，具体功能是什么，马斯克不说，目前也无从得知。

　　从Starhopper到SN15

　　坎坷的星际移民之路

　　“吞着玻璃同时凝视深渊。”这句马斯克用来形容自己创业生活的话，同样适用于其殖民火星梦想的实现——从最初不被所有人看好，到如今原型机都迭代N多次，人们共同见证了马斯克如何把一件成功概率低于1%的事情硬生生变得具有现实可行性。

　　迫不及待见证马斯克“大话”是真是假的吃瓜网友们，每次在有试飞消息传出的时候，都守在屏幕前等待消息，但“鸽王”的本性在那里，测试、发射时间总是被推迟。

　　漫长的等待期，就连星舰也会“无聊到原地跳舞”。

　　网友将SN11收拢、张开“小翅膀”的画面多次重复拼接

　　实际上，令星舰看着如此“萌态”的四个“小翅膀”是用来帮助其平稳降落的，安插了这四个“小翅膀”之后，SN系列星舰能够借助它们空中滑翔，快速调整飞行器的姿势和方向。

　　像SN系列星舰一样拥有“小翅膀”、具备滑行能力的太空飞船并不多见，最知名的便是参照飞机外形设计的、美国已经退役的航天飞机。SpaceX的星际飞船没有墨守成规，颠覆了旧有太空飞船设计，并结合自身较为成熟的火箭回收技术，打造出一套带有SpaceX风格的返航方案，同时也大大降低了发射成本。

　　星舰第一次公开面世是在2017年9月，马斯克表示星舰将作为SpaceX面向未来的下一代发射载具，将来可代替猎鹰9号、猎鹰重型运载火箭以及载人龙飞船等。这是一套可重复使用的运输系统，不仅可以执行地球轨道任务，也能够完成登陆月球以及火星的任务。

　　根据SpaceX官网介绍，星舰整体高度约为120米，共分为两级。第一级助推器被命名为超重型（Super Heavy），长70米，或将搭载28个猛禽火箭发动机，总共提供约 72 MN 起飞推力；第二级则为星际飞船（Starship SpaceCraft），长50米，能够将100吨的有效载荷送上地球轨道。

　　这艘承载火星殖民梦想的巨无霸星舰，采用的是SpaceX下一代主力大直径发动机——猛禽发动机，据悉每台可提供20万公斤的推力，约是猎鹰9号使用的Merlin1 D发动机的推力的2倍。而运送星舰的超重型火箭拥有37个猛禽发动机，星舰单次可运送近100人。

　　从Starhopper（仅属于星舰的一部分）到SN15，除了Starhopper成功完成150米低空测试外，迎接马斯克的是一次又一次爆炸。

　　但这些并没能浇灭马斯克及其团队的热情，他们在每次失败中搜集数据与问题，为下次测试做准备。

　　在SN15之前，一共有10艘星舰“壮烈牺牲”：

　　第一代全尺寸原型机MK1压力测试失败，MK2和MK4甚至都没有测试便直接退役；

　　Mrk3更名为SN1继续进行，却燃料箱低温测试失败，星舰被炸起数十米；

　　尽管SN2燃料箱顺利通过超低温加压测试，SN3却在在加注液氮测试时舱体扭曲崩溃；

　　SN4成功闯关超低温压力测试，但在第5次静态点火后突发爆炸；

　　……

　　SN8挑战试飞12500米，却在降落过程中爆炸；

　　搜集SN8航空飞行数据后，调整的SN9触地爆炸；

　　SN10实现首次成功着陆，8分钟后却原地爆炸；

　　SN11空中裂成碎片。

　　前前后后壮烈牺牲多艘原型机，SpaceX迈出的每一步都带着悲壮尝试，却又走得异常坚定——待测试的星舰型号都排到20了。

　　下一步：轨道试飞

　　SN15高空测试成功之后，迎来的便是轨道试飞：超重型低空、高空、亚轨道试飞，直至轨道级合演发射。届时，距离火星将更进一步。

　　早在SN11的发射紧锣密鼓进行的同时，SpaceX的首个超重型助推器——BN1就已经公开亮相，它是星舰的第一级，与星际飞船配套，BN1的大个头创造了有史以来最大火箭助推器的组装。

　　据SpaceX表示，火箭整体高至少120米，再加上星际飞船上层系统以及航天器，难怪连NASA也不由得调侃，在那张尴尬的学校照片上，有个孩子比班上的其他人都高得多。

　　在马斯克的规划中，登上火星需要先将一艘星际飞船发射到围绕地球的轨道上，然后让几艘星际飞船“油轮”与第一艘飞船会合，并为它加好油。从那里，直接飞向火星。

　　跳过已被放弃的 SN12、SN13 及 SN14，新一代款式 SN15 使用较薄的不锈钢材。

　　相比与此前爆炸的几代星舰，肉眼可见的区别就是它被增加了更多隔热片，足足800多片，而SN8-SN11 的隔热片数量才分别为7~8片、27片、246片、384，网友那句“什么时候贴满了什么时候就入轨了”的神预言怕是要变成现实。

隔热片数据图

SpaceX紧锣密鼓增加隔热片

　　对于马斯克的疯狂行为，人们带着戏谑的声音中更多是欣赏，那种敢于直面爆炸和失败的勇气、面对外界批评的钝感力，永远是航天文明发展的不竭动力。

　　从地球望向太空

　　何时抵达“火星绿洲”

　　“历史将沿着两个方向分叉：一个选择是我们永远留在地球上，然后有朝一日会碰上最终的灭绝事件……另一个选择是成为一个太空文明和多行星物种。我认为，与一直被困在地球上相比，如果我们开启一个太空文明，成为一个多行星物种，未来将会更令人兴奋和有趣得多。”马斯克从未掩饰过他对探索太空的着迷，火星则是承载着他伟大愿景的最终目的地，从未改变。

　　早在2001年，出售PayPal公司时，马斯克就曾想到要把植物种子送到火星上，在这颗红色、贫瘠且毫无生机的星球上创造绿洲。按照他设想的“火星绿洲”（Mars Oasis）计划，发射到火星上的宇宙飞船将包括一个密封的房间，里面装着与地球大气层相似的空气、一些健康的种子，以及能够加速种子生长的营养凝胶。对此，马斯克解释道：“当你在火星上着陆的时候，只要给凝胶加一些水，就能在火星上拥有一个小温室了。”

　　马斯克想要在火星上建立一个永久性的人类殖民地，开辟人类的第二故乡。他认为前往火星的单程票价能够通过成本控制降低到每人约10万美元，这意味着对很多人而言，卖掉一套房子就可以搬家火星。

　　在未来40-100年内，将10万人送往火星，建立火星城市。SpaceX的可回收火箭从肯尼迪航空中心起飞，1000艘飞船同时绕轨飞行，火星上的动力工厂可为飞船在轨补充燃料，最后飞船安全登陆火星表面。而且，飞船内设有一个餐厅、多个隔间，能够为乘客提供零重力环境下娱乐用的游戏视频和电影。——这是马斯克在国际宇航大会上，公布的完整火星移民计划，他要让人类成为多星球公民。

　　在马斯克的火星移民计划中，降低成本的关键在于可重用性，即火箭多次起飞却不破坏自身。SpaceX疯狂烧钱测试的原因正是在反复实验中寻找最优解。

　　不过，登上火星从来不是容易之事。自1965年7月15日，美国“水手”4号探测器第一次飞临火星，在距火星9280千米处观测并发回火星照片起，人类逐步揭开火星神秘的面纱，却从未没有宇航员登上过那片红色土壤。

　　中国的天问一号、美国的“毅力号”火星车、阿联酋的”希望号“……看似遥远的火星梦，正在被各种探索尝试拉近。