2024-10-17 04:57:38发布:“筷子夹火箭”成功之外：从马斯克的火星梦到商业航天布局热

发布日期：2024-10-17 04:57:38 阅读:334348 当前热度:929

来源类型：机械之名 | 作者：布兰特·安东尼洛 本站原创 转载请注明

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美国东部时间10月13日早上，如科幻片一般的“筷子夹火箭”场景，在美国得克萨斯州博卡奇卡星舰基地上演。

美国太空探索技术公司（SpaceX）新一代重型运载火箭“星舰”进行的第五次试飞，历史性地实现了火箭一级助推器的半空捕获回收。这标志着“星舰”已经基本完成了“可重复使用”的预期功能，开启人类太空探索全新时代的齿轮正徐徐转动。

此次“星舰”试飞的难点在哪？有何重大意义？SpaceX如何在快速迭代策略下完成一次又一次迅速而大胆的尝试？南都、N视频记者多方梳理，回顾“星舰”五次试飞前后，聚焦马斯克和SpaceX的太空探索进度以及近年来商业航天领域的发展亮点。

10月13日，“星舰”从位于美国得克萨斯州博卡奇卡的基地发射升空。新华社发

五次试飞：快速迭代测试策略

美国东部时间10月13日8时25分，“星舰”火箭准时点火升空。不久后，火箭一级助推器与二级飞船分离，朝着不同的目标飞去。

8时32分左右，20多层楼高的火箭一级助推器经过多次减速，以“竖直但略带倾斜”的姿态缓缓靠近发射台，最终成功被发射台的机械臂像筷子一样在半空中牢牢夹住。

“星舰”一级助推器被发射台牢牢夹住。

这一历史性时刻被全程直播。南都记者注意到，有关注直播的网友评论称，整个过程如“视频倒放”般丝滑。SpaceX通讯经理丹·霍特也在直播中兴奋地说：“我们看到的景象就像魔术一样。”

在此之后，“星舰”飞船在继续飞行约48分钟后，于受控状态下重返大气层，在印度洋预定区域溅落，整个试飞过程持续约65分钟。至此，“星舰”第五次飞行测试已经圆满完成。

试飞成功后，SpaceX团队发文称，“‘星舰’的第五次试飞完成了我们最具野心的测试目标，祝贺整个SpaceX团队完成了激动人心的飞行测试！”马斯克也在社交媒体发文表示，“今天向实现多行星生命迈出了一大步。”

“星舰”是迄今体积最大、推力最强的运载火箭。据SpaceX介绍，这个大家伙总长约120米，直径约9米，由长约70米的“超级重型”助推器，和长约50米的“星舰”飞船组成，两个部分均可重复使用。其设计目标是将人和货物送至地球轨道、月球和火星等，设计能够送入太空的有效载荷将达到上百吨。

美国太空探索技术公司的新一代重型运载火箭“星舰”在位于得克萨斯州的基地等待升空。新华社发

从2023年4月开始首次实验性发射，到此次取得里程碑式的突破，SpaceX仅用了一年半的时间，速度之快一再突破人们对太空探索行业的想象。这背后离不开SpaceX所坚持的“快速失败、快速学习”的快速迭代测试策略。

SpaceX公司此前就是依靠这种曾被用于大国军备竞赛中的方式成功研制了可回收的“猎鹰9号”火箭。甘愿冒险，承担包括爆炸在内的一切风险的基因现正由“星舰”研发团队延续。

南都记者梳理发现，“星舰”此前已经历四次试飞。2023年4月首次试飞，火箭在第一、二级分离前爆炸；2023年11月第二次试飞，火箭第一、二级成功分离，但随后助推器和飞船先后爆炸。

2024年3月第三次试飞，火箭第一、二级成功分离，但助推器在尝试着陆点火后意外解体，飞船在入大气层时失联；2024年6月第四次试飞，火箭第一、二级成功分离，并分别按计划落入墨西哥湾和印度洋。

尽管前三次试飞均未达到目标，马斯克及其团队还是会在试飞结束后发文庆祝“成功”，表示当次试飞为下一次的测试发射提供了宝贵的数据与经验教训。

对此，马斯克曾说，“我们不想在设计中消除所有风险，否则我们将一事无成。”

壮举背后：航天成本继续降低

“筷子夹火箭”的成功上演让无数航天人激动不已。

美国国家航空航天局局长比尔·尼尔森在社交媒体上发文庆贺SpaceX的壮举。加拿大前宇航员克里斯·哈德菲尔德也发帖称，“今天，人类的能力又得到了巨大的拓展。这让我对于我们共同的未来更加兴奋。”

八年前，马斯克在2016年9月召开的国际宇航大会上描绘了他所畅想的人类未来——移民火星。他在全球航天人的注视下展示了SpaceX将着力发展的行星际运输系统（ITS），即用于星际飞行的巨型火箭。

2016年9月，马斯克在国际宇航大会上。

该款火箭除了有“超强的有效载荷能力”，还具有“可重复使用性”。这一在当时看来几近疯狂的构想后来演变为“星舰”项目。

富兰克林研究所首席天文学家德里克·皮茨在接受外媒采访时表示，SpaceX此次正是在提升“可重复使用性”上实现巨大突破。

2015年，SpaceX首次成功垂直回收“猎鹰9号火箭”一级助推器，使相关部件可重复使用，这一历史性成就昭示着廉价航天时代的开启，而“筷子夹火箭”的成功案例则表明航天成本将继续降低。

相比于过去9年间SpaceX施行的在着陆台或浮动海上平台回收“猎鹰9号火箭”一级助推器，“星舰”的一级助推器直接回到发射台能大大减少打捞清洗、转移运输的成本，仅需就地检修和加注便可再次实行火箭发射，大幅提高发射效率，在达成SpaceX此前曾提出的“用同一助推器一天内发射三次”的目标上更进一步。

此外，发射台回收一级火箭意味着“星舰”不必再像“猎鹰9号火箭”一样安装着陆腿。

南都记者了解到，“星舰”最初设计有6个着陆腿，总质量约占整个火箭着陆时的10%。剔除着陆腿既为“星舰”这样的巨无霸减负，从而减轻运载能力的损失，又减少整修着陆支架系统的时间与成本，进一步提升重复使用效率。

这一突破的实现绝非易事。让火箭准确回落到发射台，并用“筷子”精准夹住而箭体不受损，需要超高的着陆回收精度，同时对于火箭的结构减负和机械臂的缓冲减震能力也提出了很高要求。

SpaceX表示，“工程师花费了数年时间做前期准备以及数月时间测试助推器回收，技术人员投入了成千上万个小时来构建基础设施，以最大限度地提高成功率。”

在SpaceX的不懈努力下，“星舰”一级助推器已实现成功回收，“星舰”二级飞船则载着马斯克移民火星的梦想以及美国的航天梦向遥远太空继续进发。

正如美国国家航空航天局局长比尔·尼尔森在庆贺帖文中所说，他期待着“星舰”能够助力美国重返月球的“阿尔忒弥斯计划”，并引领前往火星的探索。

“随着星际飞行成本的降低，将来一张前往火星的船票价格不会超过地球上一幢房子的价格，最终可能会有100万‘火星人’，他们会建立城市，到时火星上也可能会有比萨饼店。”他说道。

“火星梦”：多重探索大胆尝试

这些年来，马斯克与SpaceX一路朝着“火星梦”狂飙，在试飞“星舰”之余，还有着诸多野心勃勃的规划与大胆尝试。

就在今年9月10日，SpaceX还成功发射搭载了四名美国公民的“龙”飞船，展开为期五天的飞行计划，其中最受关注的就是其飞行高度和首次商业太空行走。

2024年9月，“北极星黎明号”机组成员完成出舱。

据SpaceX介绍，此次飞行的最大高度为1400公里，这是国际空间站的3倍以上，也是人类自1972年“阿波罗17号”登月以来飞离地球的最远距离。期间，“北极星黎明号”将围绕范艾伦辐射带，即近地空间中环绕地球的巨型“轮胎状”高能粒子辐射层，收集医疗数据，以便更好地了解外太空辐射环境对人体的影响。

太空行走任务于美国东部时间12日6时12分开始，任务指挥长贾里德·艾萨克曼打开舱门，借助名为“天行者（Skywalker）”的手扶梯来到舱外。由于“龙”飞船没有气闸舱，四名宇航员实际上同时暴露在太空真空环境中。在近两个小时内，艾萨克曼与萨拉·吉利斯分别完成了10分钟左右的出舱活动，以测试SpaceX宇航服的性能。

出舱任务结束后，艾萨克曼感叹：“回到家后我们还有很多工作要做，但从这里看，地球看起来确实是一个完美的世界。”美国国家航空航天局局长比尔·尼尔森也向“北极星黎明号”团队和SpaceX发出了祝贺，称此举是“巨大飞跃”。

南都记者获悉，此次的“北极星黎明号”，实际上是SpaceX“北极星计划”的第一次飞行，后续或还将包括第二次载人“龙”飞船任务，和SpaceX可回收重型火箭“星舰”的首次载人飞行。

针对此次的“北极星黎明号”任务，马斯克曾发文将之描述为“星际时代的早期开拓者”，表示如果该项目进展顺利，未来依托相关技术将把数百人送到地球轨道、月球，甚至火星。

在“北极星黎明号”发射前后，马斯克还在社交媒体发文称，计划两年内首次向火星发射不载人的新一代重型运载火箭“星舰”。而首次载人探测火星任务的时间线，则将取决于不载人探测火星任务的成功情况。

马斯克表示，一旦载人探测火星任务成功，前往火星的太空之旅将呈“指数级”增长，他的目标是于二十年内在火星上兴建自给自足的城市。

商业航天：资本涌入市场火热

如今，在商业航天领域，SpaceX已是一骑绝尘。

不过，近年来随着众多私人企业的入场，大幅降低运载火箭发射成本、增大运力，已成为共同追逐的目标。其中讨论度最高的成果，莫过于商业太空旅行已不是仅停留在科幻片中的梦想。

南都此前报道，除SpaceX外，亚马逊创始人杰夫·贝索斯旗下的私人航天公司蓝色起源自成立以来一直致力于推动商业航天的发展，于2021年7月完成首次载人太空试飞。不过，在2022年9月的一次无人试验任务中，该公司的“新谢泼德”飞行器发生发动机故障坠毁，并在此后停飞近两年。

“新谢泼德”飞行器升空（直播画面截图）。

直至今年5月，蓝色起源公司重启载人太空飞行。据该公司介绍，“新谢泼德”飞行器已完成25次太空飞行，其中包括七次载人飞行，已运载37人至超过距地表100千米“卡门线”的轨道高度，这是国际航天界定义的地球大气层与太空的边界。

2023年6月，英国亿万富翁理查德·布兰森创立的维珍银河公司，也曾成功将第一批付费客户送入太空边缘，并安全返回地面。

在看见SpaceX突破性进展的同时，也有越来越多声音在期待，我国商业航天有机会迎头赶上吗？

事实上，商业航天在国内尚属于一个十分“年轻”的行业。

2015年左右，国务院和国家发改委等部门先后发文，支持和鼓励社会资本参与国家民用空间基础设施建设，推动多元化投资和产业化应用。因此，不少业内人士将2015年定义为“中国商业航天发展元年”。

此后，社会资本涌入商业航天赛道，涌现了一批民营商业航天企业，一些国企和航天院所也开始提供航天服务，推出针对市场需求的产品并成立相关企业。

统计数据显示，2023年，我国国内民营火箭公司共发射13次，成功入轨12次，创下了中国商业航天发展八年来的新纪录。

南都此前报道，今年9月11日12时，由蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭，在酒泉卫星发射中心完成10公里级垂直起降返回飞行试验。

朱雀三号可重复使用火箭10公里级垂直起降返回飞行试验取得成功。

此次成功，标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得突破，为将来实现大运力、低成本、高频次、可重复使用的航天发射迈出关键一步。

出品：南都即时

统筹：南都记者 向雪妮 张倩寒

主笔：南都记者 翁安琪

采写：南都记者 翁安琪 见习记者 郑欣蔚

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