對于 SpaceX 而言,這次成功恰合時(shí)宜。
推進(jìn)、爬升、越過最高點(diǎn) 10 公里后,SN15 開始俯沖、著陸翻轉(zhuǎn)、減速并最終安全著陸。
北京時(shí)間 5 月 6 日早晨 6 時(shí) 24 分,SN15 從該公司德州博卡奇卡的試驗(yàn)場起飛,整個(gè)測試過程約 6 分鐘,6 分鐘后 SN15 成功落回試驗(yàn)場指定位置。在歷經(jīng)多次失敗后,SN15 成為了第一艘實(shí)現(xiàn)百分百軟著陸的星艦。雖然著陸后,火箭底部出現(xiàn)了類似于 SN10 的著火,但在這次測試中,遙控滅火系統(tǒng)僅用了幾分鐘就將火撲滅了,避免了失敗的再現(xiàn)。
SN15 著陸成功后不久,馬斯克發(fā)推稱「星艦順利著陸!」此次星艦測試的成功標(biāo)志著 SpaceX 已經(jīng)掌握了十分關(guān)鍵的安全著陸技術(shù),這將推動(dòng)星艦下一階段的研發(fā)工作。
與此同時(shí),當(dāng)下正處于美國政府責(zé)問局(GAO)為期 100 天的裁決期,SN15 的成功試飛對于 SpaceX 來說或許是一個(gè)恰合時(shí)宜的驚喜。
「星艦先烈」與數(shù)百項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)
「失敗乃成功之母」,SN15 的成功建立于各位「星艦先烈」回收的數(shù)據(jù)之上。
在此次著陸成功之前,SpaceX 的星艦原型機(jī) SN8、SN9、SN10、SN11 在高空試飛中都相繼爆炸,再加上在星艦最初的壓力測試、超低溫加壓測試等前期測試中報(bào)廢的星艦,SN15 之前共有 10 艘星艦以失敗告終。
SN10 是之前的試驗(yàn)中最接近成功的一次,它原本已經(jīng)成功地完成了飛行測試并且軟著陸成功了,但在著陸 6 分鐘后,SN10 突然著火并發(fā)生爆炸。
最近的一次失敗是今年 3 月 30 日進(jìn)行高空試飛的 SN11。原本一切順利的 SN11 在重新點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)備執(zhí)行著陸翻轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí),實(shí)時(shí)畫面突然中止,隨后傳來的是爆炸的巨響,SN11 在空中解體成碎片。
盡管眼前是一連串的失敗,但馬斯克非但沒有減緩測試進(jìn)程,反而加快了 SN15 的發(fā)射計(jì)劃。從 SN11 直接跨到 SN15,據(jù)馬斯克公開表示,SN15 身上有著數(shù)百項(xiàng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)。
根據(jù) SpaceX 的原計(jì)劃,SN11 測試時(shí) SN12-SN14 就已經(jīng)初有進(jìn)展,再加上前幾次測試失敗過程中回收了大量數(shù)據(jù),SN15 在設(shè)計(jì)上的參考數(shù)據(jù)更為充足,改進(jìn)之處也就更多。
目前已知的改進(jìn)包括全新三臺猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)、優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng),細(xì)化到將甲烷分配歧管從液氧艙內(nèi)部重新定位到艙壁底部,同時(shí)將 TVC 調(diào)速控制器、管道箍從頭錐小艙壁移至推力圓盤等等。
所有的改進(jìn)均圍繞先前星艦的不足 —— 發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題展開,而這恰恰是導(dǎo)致之前四艘星艦失敗的關(guān)鍵問題。
除此之外,SN15 相比前幾代星艦,一個(gè)更為明顯可見的區(qū)別是它具有更多的隔熱片,足足有 800 多片,而 SN8 最初僅有 8 片隔熱片、到了 SN11 也才 384 片。這樣做的原因是新一代的 SN15 采用的是較薄的不銹鋼材料,需要更加關(guān)注其隔熱問題。
快速迭代、測試回收數(shù)據(jù),這種研發(fā)方式顯然更具效率,從 SN8 到 SN15 測試成功的概率從只有三分之一逐漸提升為 60%、90% 直至今天 SN15 成功。
這次的 SN15 上還安裝了星鏈,按照馬斯克的設(shè)想星鏈未來可以在飛機(jī)、車輛甚至太空飛船中為人們提供隨時(shí)隨地的通信服務(wù)。SN15 是否會(huì)在未來的測試中借助星鏈進(jìn)行通信呢?目前馬斯克尚未透露其具體作用是什么,這個(gè)問題還需在今后揭曉。
軌道試飛或?qū)⒉饺胝?/p>
目前正在試驗(yàn)的其實(shí)只是星艦的飛船部分,還不包括第一級助推火箭「Super Heavey」。
按照星艦項(xiàng)目的最初設(shè)想,星艦一共包括兩個(gè)部分,一個(gè)是像 SN11、SN15 這樣的星際飛船,一個(gè)是用來助推的助推器,最終成型的星艦將有一百多米高,包括 28 臺猛禽發(fā)動(dòng)機(jī),產(chǎn)生 70 兆牛頓的推力,大約是阿波羅登月計(jì)劃中土星五號火箭的兩倍。
BN1 是首個(gè)公開亮相的「Super Heavey」,但目前已經(jīng)被拆除。
在 SN11 發(fā)射的同一天,馬斯克發(fā)推宣布「BN1 是個(gè)制造探路者,完成使命后就會(huì)報(bào)廢。我們從中學(xué)到很多(經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)),但會(huì)把這些優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用到 BN2 上?!?/p>
當(dāng)時(shí)馬斯克一如既往的給出了十分樂觀的目標(biāo)「預(yù)計(jì) 4 月底前 BN2 及發(fā)動(dòng)機(jī)有望登上軌道級發(fā)射架,如果我們走運(yùn)的話,甚至有能力入軌。」
然而隨著 SN15 發(fā)射計(jì)劃一再推遲,BN2 的測試計(jì)劃還尚未開啟。如今 SN15 測試成功,一向注重效率的馬斯克勢必會(huì)盡快將助推火箭的測試提上日程。
在正式進(jìn)行軌道試飛之前,「Super Heavey」還需事前完成一系列的地面測試(環(huán)境壓力測試、低溫加壓測試、推力結(jié)構(gòu)壓力測試、靜態(tài)點(diǎn)火測試)。SpaceX 將像改進(jìn) SN15 一樣,通過收集測試數(shù)據(jù),注意反饋、及時(shí)調(diào)整,將 BN2 出現(xiàn)的問題在 BN3 身上進(jìn)行改進(jìn),并不斷迭代。
3 月中旬馬斯克曾爆出目標(biāo)是用 BN3 作為一級 SN20 作為二級組合,最早在 7 月 1 日之前進(jìn)行軌道發(fā)射測試。
這個(gè)計(jì)劃也許會(huì)失敗,但失敗也并非壞事兒,畢竟失敗著失敗著也許就成功了。
恰合時(shí)宜的驚喜
星艦作為一整套可以重復(fù)使用的運(yùn)載系統(tǒng),不僅可以執(zhí)行地球軌道任務(wù),也能夠完成登陸月球以及火星的任務(wù)。
4 月 16 日,NASA 高調(diào)宣布 SpaceX 成為阿耳忒彌斯任務(wù)載人登月器唯一承包商,登月版星艦作為 2024 年重返月球計(jì)劃唯一載人登月器。
這項(xiàng)計(jì)劃將為 SpaceX 提供 29 億美元的研發(fā)經(jīng)費(fèi),這將成為星艦項(xiàng)目最大的一筆資金來源,馬斯克甚至為此激動(dòng)地將 Twitter 頭像換成了登月版星艦。
然而,十天后,SpaceX 與 NASA 的載人登月器合同被迫叫停。
4 月 26 日,Blue Origin 和 Dynetics 向美國政府問責(zé)局(GAO)提出抗議,聲稱 NASA 發(fā)包載人登月器項(xiàng)目遴選過程存在「嚴(yán)重缺陷」。隨后 NASA 叫停與 SpaceX 簽訂的價(jià)值 29 億美元登月大單,包括凍結(jié)項(xiàng)目進(jìn)度、技術(shù)磋商、資金配給等。
如今正處于美國政府問責(zé)局(GAO)為期 100 天的裁決期,在此時(shí) SN15 試飛成功,對于 SpaceX 而言,這次成功尤為恰合時(shí)宜。
100 天內(nèi) GAO 不得不做出裁決,結(jié)果也無非兩種,一是維持 NASA 原定合同,駁回 Blue Origin、Dynetics 的起訴;二是認(rèn)為合同確實(shí)存在缺陷,然后重新裁定。
但無論是哪種裁決,對于手握技術(shù)優(yōu)勢且試飛、著陸雙雙成功的 SpaceX 來說,結(jié)果都不會(huì)太差。