还记得那场划破天际,壮丽却又略带遗憾的“人造火流星雨”吗?
当时,编号S33的星舰二级在空中解体,化作无数碎片坠落,虽然场面震撼,却也宣告了那次试飞任务的失败。
第七次试飞,星舰飞船空中解体,化为了一场“火流星雨” | James Temple
尽管马斯克本人正忙着率领团队在美国政府效率部“整顿职场”,他创办的美国太空探索技术公司(SpaceX)却没闲着,迅速分析原因,改进设计,仅仅一个多月后,就带着第二艘V2版星舰飞船卷土重来,再次发起了挑战!
北京时间今天7:30左右,在美国得克萨斯州博卡奇卡基地,震耳欲聋的轰鸣声响起,被白色冰霜和黑色隔热瓦包裹、高达123米的不锈钢火箭,在夕阳的映照下腾空而起。星舰第八次试飞拉开帷幕。
星舰第八次试飞,点火升空 | SpaceX
执行此次试飞的一级火箭,生产编号B15,是一枚技术状态相对成熟的V1版“超重型助推器”,和之前第五、六、七次试飞所用的一级基本相同。
在今天的发射中,一级火箭成功点火,33台猛禽发动机全部点燃,正常工作,完成了全部的上升段飞行过程。
星舰第八次试飞,一二级分离,一级返场点火 | SpaceX
一二级成功分离后,B15通过一系列操作,包括翻转机动和返场点火,朝发射场方向飞回,并顺利抛掉热分离环。
返场点火时,星舰一级有两台“猛禽”发动机没有点燃。不过,由于推力充足,并未影响到后续一级的回收。
发射后6分34秒,一级火箭再次点火减速,仍有一台发动机没有点燃,但并未影响火箭飞回发射塔。
星舰第八次试飞,一级火箭返回发射塔回收 | SpaceX
发射后约7分钟,B15被发射塔上的机械臂稳稳抓住,第三次完成了“筷子夹火箭”的回收绝技。
这个对火箭落点精度要求极高的技术狂想,如今在围观群众看来已经习以为常,无人再怀疑这一操作的可行性。
执行这次任务的火箭二级,生产编号S34,是第二艘V2版星舰飞船。它肩负着上一飞S33未完成的使命,再次踏上征程。
星舰S34上新增了不少摄像头,在直播时提供了此前未见过的画面,比如这个视角就正对着飞船尾部的发动机。有细心网友发现,此时左边这台发动机的喷口似乎已有破损 | SpaceX直播截图
可惜的是,就在一级火箭成功回收后不久,直播画面中的星舰二级出现了故障,六台猛禽发动机中有四台先后熄火,星舰姿态失去控制,开始旋转翻滚。发射后大约9分10秒,S34与地面失去联系。
星舰第八次试飞,二级发动机异常熄火,姿态失控 | SpaceX
在美国佛罗里达州的泰特斯维尔,火箭摄影师Trevor Mahlmann拍到了姿态失控的星舰二级在空中自爆解体的过程。
地面摄影师拍到了星舰S34自爆解体的全过程 | Trevor Mahlmann @ X
在星舰发射轨迹沿线的巴哈马和多米尼加等地,许多人又一次目睹了大量“火流星”划过天空。这是解体后的星舰二级碎片再入地球大气层。
多米尼加共和国,大量“火流星”划过天空 | Wandy Rodriguez @ X
巴哈马上空也有人拍到,这是解体后的星舰二级再入地球大气层| GeneDoctor @ X
SpaceX随后在官X上承认,星舰二级在上升点火期间突然解体失联,将回顾试飞数据,更好地了解根本原因。
至此,星舰的第八次试飞同样以失败而告终。连失败的方式都与上一次如出一辙。
原计划的正常发射全流程
由于第八次发射是对第七次发射的“复飞”,所以发射流程和目标基本一致,仍然是一次跨大气层亚轨道飞行——星舰不会进入环绕地球的轨道,而是进入太空绕飞半个地球后返回。
星舰第八飞全流程信息图 | Tony Bela
对比星舰最近三次试飞的时间节点,可以清晰地看到,在火箭一级的上升和回收阶段,几次发射的时序安排几乎完全一致。这充分说明,V1版超重型助推器,其技术状态已经非常成熟和稳定。
星舰最近三次发射时序对比 | 作者制表
第八次试飞与前两次相比,一个主要的差异体现在二级飞船发动机的关机时间上。第八飞的二级发动机关机时间为8分44秒,比第七飞提前了9秒。而第七飞的二级发动机关机时间,又比第六飞延迟了26秒。
第七飞时序中,二级发动机工作时间延长的主要原因是,首飞的V2版星舰飞船推进剂装载量大幅增加了300吨,自然需要燃烧更长的时间。而第八飞二级发动机工作时间的缩短,可能是SpaceX调整了二级发动机的推力节流。
至于为什么要进行这些调整,很可能跟上一飞星舰炸成“火流星雨”有直接的关联。
星舰化作流星雨,竟是因为大振动?
时间回到一个半月前,2025年1月16日,星舰的第七次试飞,同样牵动着全球目光。
那次发射,星舰一级“超重型助推器”B14表现堪称完美,以惊人的厘米级精度,被发射塔的“大筷子”稳稳捕获,第二次实现了火箭一级的原位回收,打消了此前首次回收实乃运气的质疑,铺平了星舰一级的复用之路。
然而,正当人们为一级回收欢呼雀跃时,意外发生了。星舰飞船S33突然与地面失去联系,紧接着,这个高达50米的庞然大物,在空中轰然解体,变成无数碎片,像绚烂的火流星雨一样坠落,迅速刷爆了全球社交媒体。
跟今天星舰第八飞的失败几乎一模一样。
星舰S33在空中解体,化为了一场“火流星雨” | James Temple
如此壮观的解体,是什么原因造成的呢?
为此,SpaceX的进行了长达一个半月的归零和事故复现。就像侦探破案一样,一点点地分析飞行数据,查找蛛丝马迹。最终,他们自认为找到了最有可能的“罪魁祸首”——异常强烈的振动。
根据SpaceX官方报告,第七次试飞中,星舰二级飞船尾部区域的推进系统,遭遇了远超预期的强烈振动,专业术语叫做 “谐振响应异常”。这种振动强度,远远超过了地面测试时的模拟数据,导致推进剂管路和连接部件承受了额外的应力,最终引发液氧或甲烷燃料的泄漏。
泄漏点位于星舰二级发动机舱的一个特殊区域,工程师称之为 “阁楼区域”。这个区域位于燃料箱的底部外侧,并没有完全封闭加压,布置着很多外露的推进剂管路和接口。燃料泄漏后,高压气体迅速涌入,导致舱内压力急剧升高。
更糟糕的是,泄漏的燃料迅速扩散,并被点燃,引发了熊熊大火。火势迅速蔓延到整个星舰尾部,导致多台猛禽发动机相继关闭,仅剩一台发动机维持工作。火焰甚至扩散到了后襟翼铰链部位,烧蚀了姿态控制系统的关键部件,导致星舰彻底失去控制。最终,星舰启动自毁程序,在空中计划外快速拆解,化作了那片令人惋惜的 “火流星雨”。
星舰第七飞直播画面中,箭头所指的位置,已经出现了燃料泄漏导致的火光 | SpaceX
据报道,这些问题在一定程度上与V2版星舰的大幅度升级有关。为了更全面地掌握火箭的振动特性,航天工程师通常会进行 “全箭模态” 之类的大型试验,摸清火箭各个部位的振动频率和特性。V2版星舰相对于之前的版本,箭体结构、管路布局、规模尺寸都发生了巨大的变化。然而,SpaceX在快速迭代升级的过程中,可能没有充分测试和掌握V2版星舰全新的振动特性,导致了上次试飞失败。
为了验证改进措施的有效性,在第八次试飞前,SpaceX特意对S34星舰飞船进行了长达1分钟的静态点火测试。在这次测试中,六台猛禽发动机在不同的推力水平之间循环切换,尽可能模拟星舰在飞行过程中可能遇到的各种工况条件,从而检验SpaceX针对振动问题所做的改进是否有效。
SpaceX在梅西测试场对S34星舰飞船进行了长达1分钟的静态点火测试,以验证改进后的设计 | SpaceX
第七次试飞的失败,暴露出V2版星舰在设计上的一些不足。例如,发动机舱 “阁楼区域” 的通风系统,未能有效应对突发泄漏导致的压力快速升高;推进剂管路的布置和密封性也存在隐患,没能完全隔绝谐振引发的机构振动;此外,星舰的防火措施也显得不足,缺少主动灭火装置来及时遏制初期火势。
针对这些问题,SpaceX迅速采取了多项技术优化,包括:调整燃料管道的结构,以降低谐振影响;优化推进剂温度控制;升级猛禽发动机,减少泄漏点;在发动机舱内加装了氮气吹扫系统,以及增强通风能力等等。
如今,经过改进和优化的第二艘V2版星舰飞船,几乎一模一样的方式,在上升阶段再一次炸成了“火流星雨”,或许表明SpaceX在对上一次试飞失败的归零中并未找到真正的原因,又或者采取的整改措施不足以从根本上解决V2版星舰设计上存在的隐患。
今天星舰第八飞的失败,再一次印证了,复杂的航天系统在真实的飞行环境中,会面临各种难以预料的挑战。
而SpaceX一向引以为傲的快速迭代研发模式,似乎也遭遇了不小的挫折。至少这一回,V2版星舰似乎在同一个坑里,以同样的方式,又摔了一个大跟头。
每一次失败和改进,都不可避免地会延缓星舰的研发进度。
星舰或面临生死考验
今年年初的“开门不利”,拖慢了星舰整个项目的进度。马斯克“一年发射25次星舰”的豪言壮语,如今看来似乎有些遥不可及。而今天星舰第八飞的再次失败,可能会把星舰这个项目推到生死存亡的关头。
如果今天的第八飞能成功,SpaceX原本打算给接下来的第九飞安排更激进的测试目标。
根据此前的消息,第九次星舰发射,很可能会首次尝试重复使用第七次试飞中成功回收的星舰一级B14!与第七飞时复用单台猛禽火箭发动机相比,整枚一级火箭的复用将使星舰的复用程度向SpaceX已经成熟复用的猎鹰9号火箭看齐。
星舰第七飞回收的B14,可能会在第九飞中重复使用吗?| SpaceX
但众所周知,SpaceX的野心并不止步于此。
如果星舰第八飞成功,那么在星舰第九飞中,他们很可能将挑战一个更具难度的目标——首次尝试星舰飞船的发射塔“筷子”回收!也就是说,星舰二级在完成太空飞行任务后,将不再像前几次一样,软着陆在茫茫大洋中,而是要精准地返回发射场,用发射塔上的“筷子”稳稳抓住,实现捕获式回收。
为了实现这个目标,SpaceX位于博卡奇卡基地的二号发射塔也在紧锣密鼓地建设之中。虽然二号发射塔目前还不具备发射能力,但其全新的第二套“筷子”回收机构,已经安装完毕。与一号发射塔的“筷子”相比,新“筷子”更加短小精悍。
这是因为SpaceX对星舰一级的回收精度已经有了足够的信心。此前,超重型助推器已经实现了厘米级的精准回收,这让工程师相信,即使用更短的“筷子”,也能够稳稳地抓住返回的火箭。
而“筷子”长度的缩短,也带来了诸多好处——整个回收机构的重量更轻、动作更灵活、稳定性也更高。 而唯一的代价,就是对火箭落点精度的要求更加苛刻。对于星舰飞船来说,它需要绕地球飞行至少一圈后,再从大气层外破空而回,精准地降落在发射场被“筷子”抓住,这个难度不亚于“千里穿针”。
二号发射台的最新照片,红圈处为新安装的短板 “大筷子” | RGV航拍
随着第二艘V2版星舰的灰飞烟灭,原本打算让第九飞去尝试的这些突破,如今都已经化为了泡影。SpaceX目前的当务之急,是要查明两飞两炸的根本原因,并作出相应的整改,在下一次的试飞中争取让V2版星舰飞船顺利完成此前一代星舰飞船已经完成的全部试飞任务。
毕竟,2025年对于星舰来说,既定胜负,也决生死。
B15超重型助推器在发射前单独进行了静态点火测试 | SpaceX
除了要尽快完成星舰V2版本的归零并实现入轨之外,SpaceX在2025年还面临着来自NASA的巨大压力。
根据NASA的载人登月“阿耳忒弥斯”计划, SpaceX需要在2025年完成两艘星舰的在轨无人对接,并进行吨级甚至百吨级的推进剂在轨转移测试。这项测试,对于未来星舰执行深空探测任务,例如载人登月和火星探测,至关重要。
星舰油罐(左)和星舰加油机(右)在太空对接的效果图 | SpaceX
更重要的是,随着特朗普再次上台,美国的航天政策很可能迎来重大调整,NASA现有的“阿耳忒弥斯”计划也面临着不确定性。星舰未来在改革后的“阿耳忒弥斯”计划中,将会扮演什么样的角色?它能否取代即将下马的“太空发射系统 (SLS) 火箭”,从单纯的登月舱,一跃成为载人登月计划的主力,甚至是未来火星探测任务的核心组成部分?
这些原本就充满了变数的问题,随着今天星舰第八飞的再次失败,已经变成了一个越来越大的问号。
作为迄今最大推力的运载火箭,星舰寄托着特朗普政府在航天领域更加宏大的愿景。这款被注入更多燃料,身披新一代热盾,搭载全新智能能源系统的不锈钢巨箭,今年不仅要向入轨发射发起冲击,还将挑战绕地球一周后厘米级精度软着陆这一更高难度的目标。
如埃隆·马斯克所说:“或许每一次失败,都让我们距离星辰大海,更近一步。”
但前提是,人不应该在同一个坑里摔倒两次。否则,就算马斯克真能把SLS火箭拉下马来,他家的星舰支棱不起来,顶不上去,也还是白搭。
星舰项目的生死存亡,或许就看它的下一次试飞了!
作者:跆拳道大灰狼
编辑:Steed
封面图来源:Dean Olson @ X
一个AI
马斯克在国会山怼天怼地,星舰在同一个坑里炸了两回——这证明马老板不在SpaceX看着,效率确实不行……
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