馬斯克,成了
來源:華商韜略(ID:hstl8888)作者:華商韜略
從未停止腳步。
“星艦準備發射!”
“火箭發動機點火只要0.1秒。”
去年4月6日開始,作爲無所不在的臨時公關,馬斯克開始頻頻在推特上爲自己即將舉行的創舉努力打Call。
擁有超億粉絲的他 ,要讓一個摩天大樓大小的“鐵皮桶”飛向宇宙的更盡頭,要讓人類可以帶着電腦冰箱和換洗襪子跟着它旅行,甚至定居火星。
這個“鐵皮桶”,就是馬斯克旗下SpaceX的星際火箭“星艦”。 它皮實耐用、便宜,用完後還能自己返航。在馬斯克的設想裡,它將在某一天,變身爲樸實無華的宇宙交通工具。
北京時間2024年6月6日晚,經歷三次失敗的懸念和鋪墊之後,星艦的第四次試飛終於成功實現海上軟着陸,人類離定居火星又近了一步。
01
巨獸出沒
“我個人邁出一小步,人類邁出一大步”。
2023年4月,54年前阿姆斯特朗登月的回聲,開始了它的火星版重演。
美國德克薩斯州南部博卡奇卡的星艦基地,火箭巨獸“星艦”矗立在發射塔上,等待美國聯邦航空管理局(FAA)下達環境許可的最後一道批文。
但原計劃4月10日的首飛,先是因爲批文推遲到17日,然後又因爲在發射的最後準備時間,氣動閥凍住無法工作,提前開啓的全球直播被迫中止,直到 4月20日美國中部時間21點35分,它才萬事俱備,只欠一聲令下。
“星艦”的主人,SpaceX創始人、CEO埃隆·馬斯克和工程師們坐在發射臺的任務控制中心,監控燃料系統和各部件的狀態,做項目清單的最後檢查,通過耳機和話筒完成確認。
10、9、8……0,在倒計時的呼喊中,哥斯拉般的巨型發射架鬆開爪子,星艦底部燃起熊熊火焰,在巨大的白色煙霧中離開地面,飛向蒼穹。
作爲SpaceX的“新一代太空運載系統”的核心承載體,“星艦”的使命是,抵達月球軌道,最終載人、載物到達火星,建設火星城市。
這是一頭真正的“巨獸”,它 總長約120米,直徑約9米,由兩部分組成,第一級是長約70米的“超級重型”助推器,第二級纔是“星艦”飛船。
美國宇航局局長納爾遜曾炫耀,該局的“太空發射系統”(SLS)是世界上最強大的火箭。SLS高98米,超過了紐約自由女神像, 但在相當於一棟單層面積64平米的40層摩天大樓星艦面前,SLS不好意思再說自己強大了。
相比人類已發射的最大火箭土星五號,星艦高出3層樓;相比中國最大火箭長征五號,星艦是它的2倍高;如果橫放在客機巨無霸A380旁邊,星艦多出一架客機波音737的長度。
巨大的體積,帶來了巨大的重量。 注滿燃料後,其總重量超過5200噸。
把這樣一個龐然巨物送上36萬公里外的,是39臺燃燒液氧甲烷的猛禽-2發動機。
“猛禽”發動機分地面型和真空型兩種,前者高3.1米,噴管出口直徑1.3米,內部可供三位工程師同時作業;而真空型的體積則是地面型的4倍多。
二級的星際飛船,安裝了3臺地面型和3臺真空型發動機,幹“苦活”的超重助推器則安裝有33臺地面型發動機。
它們並列排布,如同一個巨大的鋼鐵蜂巢,起飛時產生高達7590噸推力。
憑藉如此推力,星艦成爲了有史以來最強大的運載火箭。根據SpaceX官網介紹,該型火箭除了可以把100-150噸貨物送上近地軌道,還可以執行載人登陸月球、火星等任務。
相比之下,美國宇航局2022年11月發射的SLS,只有95噸的近地軌道負載能力。
更重要的是,SLS在把有效載荷送入軌道後將墜毀於大海,無法再利用。而星際飛船卻可回收,能重複使用!
如果不考慮重複使用的消耗性發射,其最大載荷更可以達到250噸。
美國三位天文學家和物理學家因此發表文章,盛讚馬斯克的大玩具:
“太空天體物理學任務一直受到發射器能力的嚴格限制,己經長達20年都沒有發生實質性變化……如果星際飛船發射成功了,它將極大增強我們的太空能力,從質的角度改變天體物理學任務的構建方式。”
02
撥動宇宙遊戲的天平
讓馬斯克“手眼通天”的星艦,是那麼強大,又是那麼平民。
早前的一張SpaceX火箭製造現場圖片顯示,工人們正焊接着不鏽鋼板,幾個鐵皮桶形狀的箭體豎立地面,場地另一側還暴露着大片泥土。
其樸實無華,甚至讓人分不清,這到底是建築工地,還是火箭發射場?
網上還曾流傳一條視頻,有一個姑娘,騎着馬,若無其事地經過星艦的發射場。 整個發射場,沒有園區,沒有鐵絲網,甚至連個柵欄也沒有。
馬斯克追求的,就是這樣既強大、又平民的效果。
航天是個燒錢的遊戲,比如美國宇航局的SLS火箭,即使對於馬斯克這樣的超級富豪,也實在是太貴了。
該項目自2006年啓動以來,其開發成本已達500億美元,最初計劃在2016年的發射,也足足推遲了6年,纔在2022年完成首次試飛。
SLS的每次發射成本也超過40億美元,而且每次發射都要重新建造一枚火箭,馬斯克如今2500多億美元的身價計,也只夠宇航局折騰60來下。
馬斯克盯上火星後,首先就對這個狀況不滿意。
2016年9月,他在墨西哥舉辦的宇航大會上公佈了“火星登陸計劃”,預計通過飛船把人類送上火星。
幾天後,他又宣佈了星際運輸系統的概念,並在2017年公佈其修正版,即大獵鷹火箭,這正是“星艦”的前身。
讓馬斯克敢於撂下豪言的,是一個大膽的思路:過去50年裡,太空產業沒有真正進步,每一枚火箭都造得像法拉利一樣又貴又好,但有時候便宜一點的本田雅閣就能搞定。
於是,樸實無華的不鏽鋼替代了碳纖維,不僅耐高溫而且便宜,成本只有碳纖維的1/300。
早年的火箭都是橫着造的,馬斯克的獵鷹9號也是如此。但他在實踐中很快有了新想法:火箭發射都是直的,整個流程也是直的,我們爲什麼要費力不討好地橫着造火箭。
“不要把地心引力當作敵人,去利用它!”
這讓星艦建造變成了搭積木——一層層往上搭的方式,不但更高效,而且還解決了火箭結構因爲地心引力而變形的問題。
通過這種不斷顛覆的創新,馬斯克最終改變了航天業的“高精尖”和“一次性”,讓航天器可以快速升級和重複利用,成本因此大大降低,效率因此大大提升: 2022年SpaceX星艦簡報會曾計劃,未來每三天生產一艘星艦。
這個計劃雖然過於樂觀,但實際結果仍然不差。最重要的猛禽-2發動機從2021年末開始不到一年便產出200臺,足夠供應5枚星艦。
目前,還無法對星際飛船的成本進行準確估計,但馬斯克此前曾表示,在未來幾年時間內,它的每次發射成本可能會低於1000萬美元。
更重要的是,和SpaceX過去的獵鷹9號相比,星艦可以把太空運輸的成本降到更低。
在獵鷹9號之前,人類送一公斤貨物上太空,大概需要2萬美元左右,獵鷹9號把成本降到了2000美元。星艦則更勝一籌,如果它成功,最終的理想情況可能是每公斤100美元!
哈佛商學院太空經濟教員布倫丹·羅索因此評論道:
“它可能會從根本上改變太空經濟,以及我們可以在太空中放置多少東西,以及爲什麼要這麼放置。”
這樣的效率,會讓火箭基地變身爲一個工廠流水線,讓佛羅里達和德克薩斯的兩大發射基地,成爲通往太空的民用機場,人們甚至可以來場說走就走的太空旅行,或辦一張火星移民簽證,幸運拿到綠卡,然後在火星城市找份工作……
這樣的結果,也正是馬斯克努力的目標:火箭應該像飛機旅遊一樣頻繁,成爲每個人生活中的一部分。
目前,星艦系統擁有多個版本的設計方案,包括測試版、登月版、環月旅行版、貨運版等。在登月版方案中,包含了一個1000立方米的超級客艙:按SpaceX前高管Lewis Hong的比喻,大到能把整個埃菲爾鐵塔全部拆開,然後整個運上太空。
睡眠艙、餐廳、健身房、會議室和儲藏室一應俱全,只能容納幾個人的狹窄太空艙已經成爲歷史。
這意味着,真正的載人商業航天時代,可能由馬斯克開啓。
2021年,維珍銀河創始人布蘭森乘坐團結號飛到86公里高空,將亞太空旅行的票價賣到了45萬美元;
藍色起源CEO傑夫·貝索斯乘坐“新謝潑德號”火箭越過卡門線到達106公里太空,同行座位賣到了2800萬美元(摺合人民幣1.8億元);
馬斯克也將一名前宇航員和3名普通“太空旅客”送到575公里的宇宙深處,繞地球飛行了3天,並分別收取了三位富豪5500萬美元(約合人民幣3.5億元)。
一旦星艦真正投入使用,過去的亞太空旅行將升級爲豪華版的宇宙深空旅行,SpaceX將會把所有官方與民間的同道甩在身後。
在過去的22年裡,SpaceX公司從獵鷹1號火箭發射屢試屢敗的初創公司,到獵鷹9號時,已是全球發射火箭頻次最高的航天大鱷,火箭發射入軌重量佔到全球半數。
2022年,獵鷹9號火箭發射了61次,星艦如能在未來10年達到同等發射量,那麼每年單星艦的入軌重量就能達到6100噸,是2022年全球航空入軌總重量的六倍。
屆時,SpaceX在世界航天業的地位將從“首屈一指”變爲“唯我獨尊”,而馬斯克將擁有制定航天遊戲規則的權力,將越來越多的商業航天公司擋在門外。
SpaceX的另一重要業務“星鏈”,則已經證實了這種可能。自2018年馬斯克用獵鷹火箭將通信衛星陸續送入近地軌道,並逐漸形成了一張覆蓋地球的通信網——“星鏈”項目。截至2024年4月2日,其星鏈衛星已發射6122顆,佔全球繞地球運行的衛星的60%。
未來,星艦指數級增長的運力將加快星鏈的鋪設,星鏈的收入也將反哺星艦開發宇宙深空,併爲火星城提供通信基礎設施。
這樣的能力,讓美國官方也坐不住了。早在 2021年4月17日,美國宇航局便宣佈,SpaceX成爲美國“阿爾忒彌斯”登月計劃“載人登陸系統”(即載人登月艙)的唯一承包商。
成爲唯一的最重要甚至唯一原因,也正是它無以倫比的經濟性。
03
全世界爲他讓路
美東時間2023年4月20日,星艦的首次發射以失敗告終。
雖然在此之前的一年裡,它已經多次點火測試,努力 確保這次飛行萬無一失,全球宇航愛好者也都睜大着眼睛等待着它的成功,但它還是失敗了。
而這樣的失敗,對馬斯克和SpaceX,已是家常便飯了。
2006年,星艦的前前前身獵鷹1號第一次發射失敗,之後又接連失敗兩次。那是馬斯克的至暗時刻,4年的發射已將他的1億多美金耗盡,如果第四次還不成功,他將一無所有。
幸運的是,2008年的第四次發射成功了,馬斯克在絕望中等來了NASA(美國國家航空航天局)的合同訂單,也讓他痛哭流涕。
無數次發射、失敗、再發射後,獵鷹進化到9號,SpaceX開始嘗試對火箭進行回收,然後又是一連串的失敗:
2018年實驗14次,失敗2次;
2019年實驗16次,失敗1次;
2020年實驗25次,失敗2次;
2021年實驗31次,失敗1次。
然後,2022年,獵鷹9號試驗回收60次,失敗0次——從此成爲了一枚可回收的商業火箭。
再然後,馬斯克又嫌獵鷹9號小了,要更巨型的火箭,於是有星艦,也有了重新開始的一連串失敗。
2020年2月,飛船原型SN1在液氮壓力測試中爆炸;12月,進化到SN8的飛船挑戰12.5千米高空試飛時燃料罐爆炸;
2021年3月,進化到SN10的飛船高空試飛第三次爆炸;星際飛船從SN1號原型機一路炸到SN11號機。
但這次次爆炸後,卻很難觀察到馬斯克是否沮喪。他甚至還在一次爆炸後立即發佈推文:
“我們已經拿到所有所需數據,恭喜SpaceX團隊!”
2021年,當SN20飛船和Booster4火箭合體時,馬斯克興奮地開啓星艦整體試飛計劃,卻等不來FAA的環境批文——他們擔心發射會給德克薩斯州博卡奇卡發射基地周邊環境帶來影響,於是,馬斯克在佛羅里達州肯尼迪航天中心開始建設第二生產和發射基地。
2022年,首飛火箭再次迭代爲“SN24+Booster7”,成爲了今天的最新一代星艦。
然後是2023年4月20日9點27分,在完成燃料系統和各部件狀態的監控、項目清單的最後檢查後,星艦進入了5分鐘的發射倒計時,發射場內,響起了所有員工的鼓掌歡呼。
9時33分許,倒計時進入了最後40秒,人羣繼續爆發出持續的歡呼和掌聲,隨着厚重的煙霧與火焰,星艦拔地而起,發射成功。
發射後,火箭看起來一切正常,它的最高時速一度達到2000公里。
但在發射後3分48秒左右,異常出現了,應當分離的超重助推器,未能分離成功。 於是,在38000米的高空,火箭開始旋轉下墜並最終爆炸。
20分鐘後,馬斯克緩過來了,他用大家熟悉的調調發了條推文:“祝賀SpaceX團隊完成激動人心的星艦首飛測試,爲幾個月後的再次發射學到了很多。”他的推特首頁公告,也隨之改爲了:“nothing”。
然後又是一次次的再試,再失敗:
2023年11月,星艦第二次試射,火箭第一、二級成功分離,但飛船在到達目標高度前爆炸。
2024年3月,星艦第三次試射,發生火箭第一級“超級重型”助推器意外解體和“星艦”飛船失聯事故。
終於,三個月後,2024年6月6日晚,星艦第4次飛行測試,其超重型助推器軟着陸成功。馬斯克發帖:
“SpaceX團隊取得了史詩般的成就!!”