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马斯克,算你狠

5月1日 回头爱投稿
  人类从未停止脚步。
  文华商韬略李凤桃
  “星舰准备发射!”
  “火箭发动机点火只要0。1秒。”
  从4月6日开始,作为无所不在的临时公关,马斯克就不断在推特上广播。
  拥有1。3亿粉丝的他,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、冰箱和换洗的袜子跟着它旅行,甚至定居火星。
  这个“铁皮桶”,就是星际火箭“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。
  在4月20日,这一天又近了一步。
  【巨兽出没】
  “我个人迈出一小步,人类迈出一大步”。
  54年前阿姆斯特朗的回声,正在重演。
  美国德克萨斯州南部博卡奇卡的星舰基地,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。原计划4月10日的计划因为批文推迟到17日,但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。
  4月20日美国中部时间21点35分,终于万事俱备了。
  “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”,它的使命是,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”。
  美国宇航局局长比尔纳尔逊曾炫耀,宇航局的“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。
  但是在120米高的星舰面前,SLS只能算老二。
  作为运载火箭,星舰分为两级,一级为超重助推器,二级为星际飞船,加在一起的星舰,不仅高大,还拥有9米的外径,相当于一栋单层面积64平方米的40层摩天大楼。
  相比人类已发射的最大火箭土星五号,星舰高出3层楼;相比中国最大火箭长征五号,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。
  星舰在注满燃料后,总重量超过5200吨,相当于650只成年非洲象,170台压路机,80台重型坦克,或是一艘真正的巡洋舰。
  把这样一个庞然巨物送上36万公里外的月球轨道,靠的是39台燃烧液氧甲烷的猛禽2发动机。
  “猛禽”发动机分成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;而更大的真空型,体积更是地面型的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”的超重助推器安装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7590吨推力,是土星五号的2倍多。
  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在官网上的介绍,该型火箭除了可以把100150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,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。而星际飞船是可回收火箭,能重复使用!
  如果是不考虑重复使用的消耗性发射,星舰的最大载荷可以达到250吨。
  这样一艘前无古人的航天器,甚至让科学家们也坐不住了。
  在《今日物理学》杂志上,美国三位天文学家和物理学家曾经发表文章,盛赞马斯克的大玩具:
  “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。太空天体物理学任务一直受到发射器能力的严格限制,这在20年里没有发生实质性变化。”
  【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。
  一张SpaceX火箭制造现场的图片显示,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。让人分不清,这到底是建筑工地,还是火箭发射场?
  在网上流传的一条视频里,甚至有一个姑娘,骑着马经过星舰的发射场。
  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,即使对于富豪,也实在是太贵了。
  自2006年该项目启动以来,它的开发成本已达500亿美元。这枚火箭最初计划在2016年发射,但足足推迟了6年,才在2022年完成首次试飞。
  SLS的每次发射成本都超过40亿美元,每次发射都要重新建造一枚火箭,即便是世界上最有钱的富豪伯纳德阿诺特,他2110亿美元的身家,也只够宇航局折腾52次。
  很多年前,马斯克就对这个状况不满意。
  2016年9月,马斯克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。
  他曾经公开表示,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1300。
  早年的火箭都是横着造的,马斯克的猎鹰9号也是如此。但马斯克又一次表示了不同看法: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,解决了火箭结构因为地心引力而变形的问题。
  而高频试验、快速迭代的方式一改航天业的“高精尖”和“一次性”,让航天器可以快速升级和重复利用,成本大大降低。一枚重型火箭不再需要几十亿美元。
  生产火箭如同生产一辆汽车那么快捷。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。
  这意味着,它每年都可能发射上几十次。
  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,正是马斯克所希望的: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LewisHong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)。
  一旦星舰发射,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21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最高的航天大鳄,火箭发射入轨重量占到全球半数。
  猎鹰9号芯一级成功返回
  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。
  “星链”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。截至今年2月,星链卫星数量已经达到3822颗,覆盖范围从北美、欧洲、澳大利亚延伸至非洲、南美洲和亚洲。
  未来星链卫星将达到1。2万颗,而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。
  2021年4月17日,美国宇航局宣布,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。
  选中SpaceX的一个重要原因,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9时,SpaceX工程师约翰因斯普鲁克表示,技术团队没有在忙任何事情,发射“看起来万事俱备”。
  过去一年,星舰多次点火测试,确保这次飞行万无一失。
  此前在4月17日,由于压力阀在最后关头出现问题,SpaceX暂停了发射计划。
  3天后,它重新整装待发。
  按照计划,星舰将在飞行约3分钟后与助推火箭分离,达到轨道速度。它的超重助推器预计落入墨西哥湾。航天器将继续在地标上空约150英里处向东飞行,进入被认为是外太空的高度,最后在夏威夷附近的太平洋上溅落。整个飞行预计持续90分钟。
  为了这一天,马斯克和SpaceX走过了漫漫长路。
  2006年猎鹰1号第一次发射失败,之后又接连失败两次。那是马斯克的至暗时刻,4年的火箭发射已将他的1亿多美金耗尽,如果第四次发射还不成功,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。
  在无数次发射、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:
  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。
  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。
  而作为更大的巨型火箭,星舰面临的挑战也更大。
  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;
  星舰SN8落地时爆炸第二年3月,进化到SN10的飞船高空试飞第三次爆炸;
  星舰SN10“神龙摆尾”成功落地,几分钟后原地爆炸
  星舰SN11当空解体
  但在次次爆炸后,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“SN24Booster7”,成为了今天的最新一代星舰。
  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,它的最高时速一度达到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。
  尽管发射未能成功,但在整个互联网上,仍然有来自全世界的无数观众,表达了自己的敬意与祝贺。
  SpaceX的工作人员同样集体振臂欢呼,因为早在星舰发射之前,员工们就经常开玩笑只要不在发射台上爆炸,都算成功。
  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”。
  此外,SpaceX也在Twitter回应,“好像首飞还不够精彩,团队将继续审查数据,并努力进行下一次试飞。”
  这是一次失败吗?从结果上看,似乎是,但对于马斯克,对于人类航天事业的未来而言,并不一定。
  2014年9月,特斯拉总部办公室里,张一鸣、傅盛、黎万强、周航、余晨等一群中国创业者,向马斯克提了个问题:
  “你决定做特斯拉时电动车还不火,哪些因素让你觉得它是个机会?”
  马斯克回答道:
  “我从来没觉得它是个好机会,反而,我一直觉得做特斯拉的失败率比成功率大得多。”
  他顿了顿,又补了一句:
  “我只是觉得,这是应该要去做的事情,我不想苦等别人来实现。”
  如同传记作家阿什利万斯所说,马斯克投身的三大产业中,太阳城用太阳能发电,特斯拉使用电能,确保地球能源在某一天不被人类榨干,而作为地球B计划的SpaceX,是为了防止地球毁灭,延续人类文明。
  在SpaceX的官网上,写着马斯克的一段话:
  “你想要早上醒来睁开眼睛时,希望我们的未来会更好这就是作为一个太空文明的意义所在。相信未来,认为未来会比过去更好。我想不出还有什么比去宇宙中,在那里和星辰在一起更令人兴奋的了。”
  【参考资料】
  〔1〕《就在4月,航天的“ChatGPT时刻”即将上演》黔财有话说
  〔2〕《星舰“颠覆”传统火箭,马斯克变革人类航天?》星球电台
  〔3〕《硅谷钢铁侠:埃隆马斯克的冒险人生》阿什利万斯
  END
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