最早 7 月 1 日前入軌測試能不能實現?
埃隆·馬斯克在 Twitter 上證實了星艦 SN11 的爆炸。北京時間 3 月 30 日晚上 9 點左右,星艦原型機進行了第四次 10 公里級高度的飛行,沒能完成前輩們「交代」的使命,甚至沒有比 SN10 更進一步。
美國東部夏令時間 3 月 30 日早上 8 點(北京時間晚上 8 點),Boca Chica 大霧瀰漫,不少進了直播間的網友第一句就問,「SN11 呢,我咋看不見?」
網友們快比埃隆·馬斯克著急了。不過 SpaceX 也是很皮。
3 月 17 日,SpaceX 在 Twitter 上重溫了 SN10 測試影片,之後 NASA 重新登月的候選宇航員前往 Boca Chica,還與星艦合了影。
以至於每一次有訊息放出,網友都會問,SN11 啥時候能飛?幾次推遲之後,SN11 終於在週二飛了。
畢竟有了「前三代」高空試飛的經驗,加上 SN10 又是成功著陸,SN11 成功的機率應該是大大提升了。讓人意想不到的是,在起飛後的 5 分 49 秒,SN11「失聯了」。
Starship又炸了
9 點左右,原型機 SN11 點燃三臺 Raptor(猛禽發動機)從 Boca Chica 起飛。
起飛之後的 2 分鐘,SN11 關閉第一個 Raptor,要用剩餘兩臺支撐 SN11 飛過 8 公里高度。時間大概三分半之後,SN11 關閉第二臺 Raptor 慢慢達到既定 10 公里的高空。
到達這一高度之後,SN11 短暫懸停,接著三臺 Raptor 全部關閉。隨後 SN11 調整「姿態」,腹部朝向地面,藉助腹部增大與空氣接觸面積,從而加大對星艦的阻力。
然後 SN11 徐徐向地面飄落,在距離地面一定高度時,三臺 Raptor 將重新點火,將 SN11 姿態從水平調整為垂直,再利用發動機的反推實現軟著陸。
5 分鐘之後,SN11 距離地面差不多 5 公里時,一臺外部機載攝像機還拍下 SN11 在雲層上方拍打襟翼的畫面。
一切看起來都還正常。
5 分 35 秒,2 公里,5 分 45 秒,1 公里…直播畫面靜止了,緊接著傳來一陣爆炸聲。接著就是 John Insprucker 向所有網友無奈地解釋,看起來我們又進行了一次激動人心的測試。
由於天氣的原因,SN11 飛行的最後一段沒有被捕捉到。一位觀眾 Michael Harris 稱,他對爆炸聲音和氣味印象深刻。Jessa Koppenhofer 目睹了星艦碎片從空中落下。所以目前尚不清楚 SN11 是著陸墜毀,還是空中爆炸,亦或是飛行終止系統在飛機著陸前被啟用從而摧毀了原型機。
不過馬斯克還是挺樂觀的,「至少砸出來的坑在正確的地方。」但是現在看來 SN11 是不成功的,因為爆炸解體意味著 SpaceX 丟失了 SN11 測試的所有資料。
馬斯克也在 Twitter 上稍微解釋了爆炸的原因,「看起來第二臺發動機在上升時有問題,同時在下降重新點火時沒有達到壓力室壓力,但是理論上,它是不需要的。」「重新點火時確實出現一些重要問題,檢查完這些碎片之後,我們能知道原因。」
不過這在馬斯克眼中或許不是大問題,「高效的生產效率解決很多問題。」不出意外,SN15 過兩天就會被送上發射臺。
快速迭代可不是一句玩笑話
從 2019 年 7 月 25 日,Starhopper 首飛測試 20 米之後。不到兩年時間,埃隆·馬斯克的星艦原型已經迭代到 SN11。
看著挺多,但是用網友的話來說,「火箭,就是用來炸的。」
在此之前,MK1,SN1,SN3,SN4,SN7,SN7.1,SN8,SN9,SN10,SpaceX 炸了 9 艘星艦了。
星艦原型失敗的原因各不相同,有的因為加壓測試(Pressure Test),未等真正執飛就解體了;有的因為焊接技術不過關;有的因為地面支撐裝置(GSE)的快速斷開功能出現故障;有的是為了測試燃料艙壓力極限故意讓它炸的…
然而馬斯克把「在失敗中吸取經驗,快速修正,快速迭代」的優秀品質和方法論發揮到了極致,肉眼可見的原型機測試速度在加快,從去年一兩個月「炸一次」,到現在 SN10 上個星期剛炸完,SN11 下個星期就運到發射臺。
SN8 雖然失敗了,但是馬斯克給出了極高評價——SN8 在飛行中幾乎完成了所有預定的目標,團隊拿到所需的所有資料。也是從 SN8 開始測試 10 公里級高度的飛行。
SN8、SN9 和 SN10 在發射和返回前期都很順利,不過在最後著陸階段發生爆炸。
其中 SN8 的問題是甲烷頭部貯箱(Header Tank)壓力不足,發動機沒有達到預期推力,未能讓 SN8 成功著陸。SN9 失敗原因是當從水平翻轉到垂直時,三臺 Raptor 中其中一臺沒有重新點火,推力不夠,導致無法完成垂直翻轉。
SN10 時,SpaceX 優化了著陸過程,重新點燃了三臺 Raptor 用於垂直翻轉和著陸助推。接著,SN10 關閉兩臺,保留一臺效能最好的引擎直至著陸地面。雖然 SN10 完成著陸動作,但在幾分鐘後,還是炸了。
後來馬斯克表示 SN10 著陸非常生硬,並不完全屬於軟著陸。由於部分氦從頭部貯箱吸入,發動機推力低,10m/s 的高速衝擊壓碎了著陸腿和部分底部邊緣,這也是 SN10 落地看起來略微傾斜的原因,部分著陸腿沒有正確展開,剩下幾隻承受全部著陸衝力。
無論如何,SN10 是第一艘「完好無損」回到著陸臺的原型機。看起來,團隊只要把注意力聚焦在最後著陸的幾秒鐘就好。
馬斯克就說,下一次至少保留兩臺發動機直至地面,如果其中一臺出現問題,第三臺要馬上頂上去。為了抵消預判不到的推力損失,增加額外的冗餘。
NASASpaceFlight 透露了一個 SpaceX 野心勃勃的目標。
SN11 將是當前版本原型的最後一臺,之後 SpaceX 將直接上 SN15。並對一級火箭超級重型(Super Heavy)原型進行測試,BN1 只進行地面測試,BN2 會進行發射測試。
發射之前,一邊 SN11 正在等待靜態點火測試,另一邊 BN1 也準備就緒。3 月 19 日,馬斯克發了一張超級重型原型 BN1 首次完成堆疊的照片。
如果順利的話,SpaceX 可能跳過 SN18 和 SN19,用 BN3 作為一級 SN20 作為二級組合,最早在 7 月 1 日之前進行軌道發射測試。
今年就入軌?
看來馬斯克非要在今年年底前實現軌道發射了。
畢竟在去年實現「龍飛船」載人飛行後,星艦就是 SpaceX 的頭等大事。而到底什麼時候能上火星?馬斯克之前在 clubhouse 裡又重申了一遍——「五年半以內」。
「我們要打造的是一支龐大的艦隊,要過去把火星變得宜居,讓生命遍佈多個星球。我認為我們大概可能需要 1000 艘飛船,每艘的載荷都要比土星 5 號更高,並且還要能重複使用。」
這樣造飛船,不僅要快,還得便宜。
到了 SN8 時,SpaceX 才安裝了空氣動力學鼻錐,機身襟翼來增加飛行穩定性,在此之前,原型機經常被「嘲笑」像是穀物筒倉——不鏽鋼做的,醜陋不堪,焊接粗糙。
這樣的結果是,SpaceX 把建造成本控制到每艘百萬美元級別。
2020 年年初,馬斯克曾經表示想每週都造一艘星艦出來,之後再快一點,每 72 小時造一艘星艦。關鍵是要給星艦造一條生產線,經歷過特斯拉「生產地獄」之後,埃隆·馬斯克想在得州南部部署類似的系統,直言「生產產品比造一個玩意兒出來至少困難 10 倍。」
不僅如此,不久前,一份在南得州的發射基地擴建報告公開。SpaceX 計劃未來在這裡要有兩個軌道級發射臺、兩個亞軌道發射臺,星艦和超級重型的測試臺,為軌道飛行提供支援的地面設施。甚至要在入口處設一個 Starhopper(最早的星艦原型機)作為景點。
SpaceX 甚至提議將 Boca Chica(也就是星艦測試場所在地),改造成「21 世紀太空港和度假村」(21st Century Spaceport and Resort)。
意思是這不僅是通往火星和太空的港口。在這個離火星的地方,它還打算建一個度假村。有度假酒店、皮划艇、聚會和 party,SpaceX 的高艙(HighBay,用來組裝星艦的地方)頂部將設一個酒吧,俯瞰火箭工廠 360 度全景。
隨著去火星程序的加快,原有 Boca Chica 發射基地顯然滿足不了了。不過這個想法聽起來雖然有點離譜,但也很「埃隆·馬斯克」。