“停更”了近兩年半的星際飛船計(jì)劃，今天由馬斯克本人親自來更新，背景還是一個(gè)近400英尺高的星艦飛船。
昨日，美國國家工程院（NAE）公布了新增院士名單，“本科”學(xué)歷的馬斯克也在名單當(dāng)中。而今天上午，“馬院士”就在德克薩斯州的博卡奇卡（Boca Chica）舉行了媒體發(fā)布會(huì)，公布了星艦（Starship）開發(fā)的最新進(jìn)展。
位于博卡奇卡的星艦基地（Starbase），可以被看做是馬斯克主持建造的一座新城市，擁有規(guī)模龐大的航天設(shè)施。而在馬斯克演講臺(tái)的身后，就是巨大的發(fā)射臺(tái)和發(fā)射塔，未來Starship的發(fā)射都將在這里進(jìn)行。
在這個(gè)重磅的發(fā)布會(huì)上，馬斯克談到了今年的幾個(gè)重要規(guī)劃和星艦的進(jìn)展情況：
今年SpaceX計(jì)劃約每周發(fā)射一次
在演講中，馬斯克談到SpaceX至今已經(jīng)取得了144次發(fā)射的成功，并有106次成功著陸，發(fā)射次數(shù)多到他幾乎得了發(fā)射“PTSD”，同時(shí)他還希望今年SpaceX可以進(jìn)行50次發(fā)射任務(wù)，未來可以達(dá)到每天發(fā)射3次的目標(biāo)。
雖然交出了一份還算不錯(cuò)的“成績單”，但令馬斯克念念不忘的，還是用于向月球和火星發(fā)射貨物和人員的下一代大型火箭——Starship。作為一種不銹鋼火箭，星艦被設(shè)計(jì)成可重復(fù)使用，未來可每天飛行三次，能夠同時(shí)將150噸物品或100人送入太空。
2017年時(shí)，Starship以“BFR”的名字首次亮相，然而時(shí)隔兩年，第一個(gè)全尺寸的原型Mk. 1才被建造出來，在之后的兩年時(shí)間里，SpaceX 公司大部分時(shí)間都處于“只展示，但不解釋”（show-don't tell）的模式，從SN4到SN10的4次原型機(jī)試射均以爆炸告終，而且失敗的形式多樣：從直接猛烈撞擊地面，到著陸8分鐘后爆炸等等。但從各種失敗的形式里，我們也看出Starship在著陸技術(shù)上的不斷進(jìn)步。
直到去年5月，SpaceX試飛了第15架星艦原型機(jī)SN15，飛行高度達(dá)到約9000米，第一次在運(yùn)載火箭完好無損的情況下成功垂直著陸而沒有爆炸和起火。
去年底，馬斯克曾經(jīng)在美國國家學(xué)院科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)空間研究委員會(huì)的一次會(huì)議上表示，希望在明年1月進(jìn)行Starship的首次軌道飛行試驗(yàn)，在今年發(fā)射12次以上，但這個(gè)計(jì)劃由于受到監(jiān)管部門批準(zhǔn)時(shí)間的影響而被耽擱。
值得一提的是，在至今為止的所有試射實(shí)驗(yàn)中，公眾看到的均為星艦的上半部分，而完整的星艦則是一個(gè)近400英尺高的鋼制火箭助推器(Super Heavy)和宇宙飛船（Starship）的組合。
Starship-巨型助推器共395英尺高(120米)，比美國宇航局的土星五號(hào)衛(wèi)星火箭高出30英尺(9米)
SpaceX不僅希望Starship（上圖黑色頭部）可以返回地球重復(fù)使用，也希望這個(gè)巨型超重助推器（下圖）同樣可以重復(fù)在發(fā)射后著陸，以備將來的多次飛行任務(wù)。
為了完成重復(fù)使用的目標(biāo)，馬斯克還介紹了在發(fā)射塔上安裝的一對(duì)巨大“筷子”手臂：這既是星艦的發(fā)射臺(tái)，也是星艦飛船及其重型助推器的捕捉裝置。當(dāng)星艦返回著陸時(shí)，會(huì)被這對(duì)巨大的機(jī)械手臂在半空中捕捉，其功能就像筷子一樣。這與現(xiàn)在使用獵鷹9號(hào)助推器的方式不同，獵鷹9號(hào)助推器是在平臺(tái)上直接著陸進(jìn)行緩沖的。
通過這種在空中“夾住”火箭的方式，可以擺脫起重機(jī)吊起大型物體時(shí)所受到的天氣和風(fēng)力限制。理論上來說，固定在發(fā)射塔上的巨大剛性臂可以防止大風(fēng)天氣造成星際飛船或超重助推器搖擺。在星艦發(fā)射的基地——南德克薩斯州海岸，強(qiáng)風(fēng)經(jīng)常會(huì)持續(xù)好幾個(gè)月，這對(duì)于能夠快速重新利用星艦飛船來說是至關(guān)重要的。
希望SpaceX能助力建造“火星城”
除了今年的發(fā)射計(jì)劃外，馬斯克還表示，希望Starship未來可以運(yùn)送大量物資，在火星上建造一個(gè)能夠自給自足的"火星城"。同時(shí)，火星之旅的艱辛、危險(xiǎn)也將成為SpaceX的一大“賣點(diǎn)”。
在很久之前，馬斯克就公布了自己的長期目標(biāo): 希望到2050年時(shí)，在火星上建造一座百萬人口的城市。
而星艦飛船作為火星移民計(jì)劃中最重要的一環(huán)，其重要性不言而喻。去年試射的成功，讓人們看到了火星移民的希望，但這些僅僅只是一個(gè)開始。
為了讓史上最大的飛行器進(jìn)入設(shè)定好的軌道，需要超過22倍音速的速度才可以，而為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，需要在助推器底部搭載29個(gè)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)，才能在發(fā)射時(shí)產(chǎn)生約1200萬磅的推力。今天馬斯克還表示，將不加大直徑的情況下，會(huì)把這個(gè)數(shù)量提高到33個(gè)。
2021年11月12日，星艦原型機(jī)正在測(cè)試它的6個(gè)猛禽火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)（Raptor）被稱為下一代火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，是最先進(jìn)、最高效的“全流量分級(jí)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)”。它使用液態(tài)氧和甲烷作為火箭燃料，這意味著宇航員不僅可以飛往火星、利用火星的資源補(bǔ)充燃料，或者返回地球，甚至還可以作為跳躍星球網(wǎng)絡(luò)（planet-hopping network）的一部分來探索更遠(yuǎn)的地方。
因此，SpaceX一直將希望寄托在猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)身上。截至目前，SpaceX已經(jīng)投入了大量財(cái)力在猛禽身上，但效果并不理想。馬斯克甚至在一份發(fā)給SpaceX員工的郵件中強(qiáng)調(diào)，如果不能解決猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)問題，等待SpaceX的將會(huì)是破產(chǎn)。
不過，今天馬斯克公布了第二代猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)（上圖），在零部件更少的情況下，相比于第一代的185噸推力，第二代達(dá)到了230噸，這種推力有更高的概率實(shí)現(xiàn)發(fā)射的目標(biāo)。因此，現(xiàn)在星艦制造的最大制約因素，已經(jīng)變成了能以多快的速度建造所需要的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)。
星艦單次發(fā)射成本低于1000萬
在經(jīng)濟(jì)效益方面，馬斯克在發(fā)布會(huì)上聲稱，SpaceX是對(duì)行業(yè)規(guī)則的改寫，未來SpaceX的產(chǎn)出可能是投入的100倍。他表示，未來SpaceX將能夠日均制造一臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)，每架星艦的制造費(fèi)也將降低至幾百萬美元，單次發(fā)射成本將低于1000萬美元。
在過去的幾年里，SpaceX已經(jīng)籌集了數(shù)十億美元的資金，用于資助Starship和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目 Starlink，公司的估值也達(dá)到了1000億美元，但這些對(duì)于未來的投入來說也是杯水車薪。馬斯克認(rèn)為，SpaceX的首要目標(biāo)是推進(jìn)空間技術(shù)，使人類能夠成為一個(gè)多行星物種，并最終成就一個(gè)航天文明，為了達(dá)成這個(gè)目標(biāo)，大概還需要1000艘星艦飛船或類似的東西，這將消耗天文數(shù)字般的資金。
為了籌錢達(dá)成這些遠(yuǎn)期目標(biāo)，SpaceX甚至還接了一些“私活”：
2018年，日本億萬富豪前澤友作購買了2023年搭乘星艦飛船環(huán)月旅行的機(jī)會(huì)。
2021年，在與美國國家航空航天局(NASA)簽訂的一份價(jià)值26億美元的合同中顯示，SpaceX會(huì)對(duì)星艦進(jìn)行改造，將其開發(fā)成為阿特米斯(Artemis)月球探測(cè)任務(wù)的載人著陸器，而改造后的星艦飛船也將與宇航員一起登陸月球。
馬斯克甚至還估計(jì)，大約兩年后，SpaceX公司就能夠以比獵鷹9號(hào)更便宜的價(jià)格進(jìn)行星艦飛船的發(fā)射，這甚至比SpaceX為美國國家航空航天局的人類著陸系統(tǒng)（HLS）提出的時(shí)間還要早。
除了使用Starship進(jìn)行地外探索任務(wù)來獲得營收以外，馬斯克甚至還表示，計(jì)劃使用火箭以極快的速度在地球上的城市之間運(yùn)送人員，未來只需不到一小時(shí)即可從美國到新加坡，或者使用Starship發(fā)射其Starlink寬帶衛(wèi)星等等方式。
寫在最后
在今天的發(fā)布會(huì)結(jié)束之后，SpaceX的下一階段就是等待美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）的發(fā)射許可證，才能第一次把星艦送入軌道飛行。
根據(jù)計(jì)劃，在預(yù)計(jì)的90分鐘飛行中，星艦將從德克薩斯州的發(fā)射基地起飛，升空大約兩分鐘后斷開與助推器的連接，火箭助推器分離后在墨西哥灣的一個(gè)鉆井平臺(tái)上著陸，而星艦飛船本身會(huì)在夏威夷Kauai的西北60英里處結(jié)束飛行，進(jìn)行軟著陸。
如果這次軌道飛行成功，Starship將成為人類發(fā)射過的最強(qiáng)大的火箭，同時(shí)也將成為第一個(gè)完全可重復(fù)使用的軌道運(yùn)載工具，這是實(shí)現(xiàn)多行星生活所需的關(guān)鍵突破。
作為想要移民火星的第一人，馬斯克一直想把自己的各種終極夢(mèng)想“make it real”：推廣電動(dòng)車并使用清潔能源、發(fā)布腦機(jī)接口、制造人形機(jī)器人等，甚至在火山爆發(fā)后，SpaceX還表示可能用Starlink協(xié)助已經(jīng)斷網(wǎng)的湯加恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)。在馬斯克各種看似遙不可及的夢(mèng)想中，我們發(fā)現(xiàn)他想要完成的目標(biāo)“雖遲但到”，幾乎都在不斷的被實(shí)現(xiàn)中。希望這一次也是如此吧！
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