刚成为“院士”的马斯克,就发布了超牛X的星际飞船和太空计划!
作者 | 物联网智库2022-02-12

“停更”了近两年半的星际飞船计划,今天由马斯克本人亲自来更新,背景还是一个近400英尺高的星舰飞船。

昨天刚成为“院士”的马斯克,今天就发布了超牛X的星际飞船和太空计划

昨日,美国国家工程院(NAE)公布了新增院士名单,“本科”学历的马斯克也在名单当中。而今天上午,“马院士”就在德克萨斯州的博卡奇卡(Boca Chica)举行了媒体发布会,公布了星舰(Starship)开发的最新进展。

昨天刚成为“院士”的马斯克,今天就发布了超牛X的星际飞船和太空计划

位于博卡奇卡的星舰基地(Starbase),可以被看做是马斯克主持建造的一座新城市,拥有规模庞大的航天设施。而在马斯克演讲台的身后,就是巨大的发射台和发射塔,未来Starship的发射都将在这里进行。

在这个重磅的发布会上,马斯克谈到了今年的几个重要规划和星舰的进展情况:

今年SpaceX计划约每周发射一次

在演讲中,马斯克谈到SpaceX至今已经取得了144次发射的成功,并有106次成功着陆,发射次数多到他几乎得了发射“PTSD”,同时他还希望今年SpaceX可以进行50次发射任务,未来可以达到每天发射3次的目标。

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虽然交出了一份还算不错的“成绩单”,但令马斯克念念不忘的,还是用于向月球和火星发射货物和人员的下一代大型火箭——Starship。作为一种不锈钢火箭,星舰被设计成可重复使用,未来可每天飞行三次,能够同时将150吨物品或100人送入太空。

2017年时,Starship以“BFR”的名字首次亮相,然而时隔两年,第一个全尺寸的原型Mk. 1才被建造出来,在之后的两年时间里,SpaceX 公司大部分时间都处于“只展示,但不解释”(show-don't tell)的模式,从SN4到SN10的4次原型机试射均以爆炸告终,而且失败的形式多样:从直接猛烈撞击地面,到着陆8分钟后爆炸等等。但从各种失败的形式里,我们也看出Starship在着陆技术上的不断进步。

直到去年5月,SpaceX试飞了第15架星舰原型机SN15,飞行高度达到约9000米,第一次在运载火箭完好无损的情况下成功垂直着陆而没有爆炸和起火。

去年底,马斯克曾经在美国国家学院科学、工程和医学空间研究委员会的一次会议上表示,希望在明年1月进行Starship的首次轨道飞行试验,在今年发射12次以上,但这个计划由于受到监管部门批准时间的影响而被耽搁。

值得一提的是,在至今为止的所有试射实验中,公众看到的均为星舰的上半部分,而完整的星舰则是一个近400英尺高的钢制火箭助推器(Super Heavy)和宇宙飞船(Starship)的组合。

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Starship-巨型助推器共395英尺高(120米),比美国宇航局的土星五号卫星火箭高出30英尺(9米)

SpaceX不仅希望Starship(上图黑色头部)可以返回地球重复使用,也希望这个巨型超重助推器(下图)同样可以重复在发射后着陆,以备将来的多次飞行任务。

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为了完成重复使用的目标,马斯克还介绍了在发射塔上安装的一对巨大“筷子”手臂:这既是星舰的发射台,也是星舰飞船及其重型助推器的捕捉装置。当星舰返回着陆时,会被这对巨大的机械手臂在半空中捕捉,其功能就像筷子一样。这与现在使用猎鹰9号助推器的方式不同,猎鹰9号助推器是在平台上直接着陆进行缓冲的。

通过这种在空中“夹住”火箭的方式,可以摆脱起重机吊起大型物体时所受到的天气和风力限制。理论上来说,固定在发射塔上的巨大刚性臂可以防止大风天气造成星际飞船或超重助推器摇摆。在星舰发射的基地——南德克萨斯州海岸,强风经常会持续好几个月,这对于能够快速重新利用星舰飞船来说是至关重要的。

希望SpaceX能助力建造“火星城”

除了今年的发射计划外,马斯克还表示,希望Starship未来可以运送大量物资,在火星上建造一个能够自给自足的"火星城"。同时,火星之旅的艰辛、危险也将成为SpaceX的一大“卖点”。

在很久之前,马斯克就公布了自己的长期目标: 希望到2050年时,在火星上建造一座百万人口的城市。

而星舰飞船作为火星移民计划中最重要的一环,其重要性不言而喻。去年试射的成功,让人们看到了火星移民的希望,但这些仅仅只是一个开始。

为了让史上最大的飞行器进入设定好的轨道,需要超过22倍音速的速度才可以,而为了达到这个目标,需要在助推器底部搭载29个猛禽发动机,才能在发射时产生约1200万磅的推力。今天马斯克还表示,将不加大直径的情况下,会把这个数量提高到33个。

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2021年11月12日,星舰原型机正在测试它的6个猛禽火箭发动机

猛禽发动机(Raptor)被称为下一代火箭发动机技术,是最先进、最高效的“全流量分级燃烧发动机”。它使用液态氧和甲烷作为火箭燃料,这意味着宇航员不仅可以飞往火星、利用火星的资源补充燃料,或者返回地球,甚至还可以作为跳跃星球网络(planet-hopping network)的一部分来探索更远的地方。

因此,SpaceX一直将希望寄托在猛禽发动机身上。截至目前,SpaceX已经投入了大量财力在猛禽身上,但效果并不理想。马斯克甚至在一份发给SpaceX员工的邮件中强调,如果不能解决猛禽发动机的生产问题,等待SpaceX的将会是破产。

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不过,今天马斯克公布了第二代猛禽发动机(上图),在零部件更少的情况下,相比于第一代的185吨推力,第二代达到了230吨,这种推力有更高的概率实现发射的目标。因此,现在星舰制造的最大制约因素,已经变成了能以多快的速度建造所需要的猛禽发动机。

星舰单次发射成本低于1000万

在经济效益方面,马斯克在发布会上声称,SpaceX是对行业规则的改写,未来SpaceX的产出可能是投入的100倍。他表示,未来SpaceX将能够日均制造一台猛禽发动机,每架星舰的制造费也将降低至几百万美元,单次发射成本将低于1000万美元。

在过去的几年里,SpaceX已经筹集了数十亿美元的资金,用于资助Starship和卫星互联网项目 Starlink,公司的估值也达到了1000亿美元,但这些对于未来的投入来说也是杯水车薪。马斯克认为,SpaceX的首要目标是推进空间技术,使人类能够成为一个多行星物种,并最终成就一个航天文明,为了达成这个目标,大概还需要1000艘星舰飞船或类似的东西,这将消耗天文数字般的资金。

为了筹钱达成这些远期目标,SpaceX甚至还接了一些“私活”:

2018年,日本亿万富豪前泽友作购买了2023年搭乘星舰飞船环月旅行的机会。

2021年,在与美国国家航空航天局(NASA)签订的一份价值26亿美元的合同中显示,SpaceX会对星舰进行改造,将其开发成为阿特米斯(Artemis)月球探测任务的载人着陆器,而改造后的星舰飞船也将与宇航员一起登陆月球。

昨天刚成为“院士”的马斯克,今天就发布了超牛X的星际飞船和太空计划

马斯克甚至还估计,大约两年后,SpaceX公司就能够以比猎鹰9号更便宜的价格进行星舰飞船的发射,这甚至比SpaceX为美国国家航空航天局的人类着陆系统(HLS)提出的时间还要早。

除了使用Starship进行地外探索任务来获得营收以外,马斯克甚至还表示,计划使用火箭以极快的速度在地球上的城市之间运送人员,未来只需不到一小时即可从美国到新加坡,或者使用Starship发射其Starlink宽带卫星等等方式。

写在最后

在今天的发布会结束之后,SpaceX的下一阶段就是等待美国联邦航空管理局(FAA)的发射许可证,才能第一次把星舰送入轨道飞行。

根据计划,在预计的90分钟飞行中,星舰将从德克萨斯州的发射基地起飞,升空大约两分钟后断开与助推器的连接,火箭助推器分离后在墨西哥湾的一个钻井平台上着陆,而星舰飞船本身会在夏威夷Kauai的西北60英里处结束飞行,进行软着陆。

如果这次轨道飞行成功,Starship将成为人类发射过的最强大的火箭,同时也将成为第一个完全可重复使用的轨道运载工具,这是实现多行星生活所需的关键突破。

作为想要移民火星的第一人,马斯克一直想把自己的各种终极梦想“make it real”:推广电动车并使用清洁能源、发布脑机接口、制造人形机器人等,甚至在火山爆发后,SpaceX还表示可能用Starlink协助已经断网的汤加恢复网络。在马斯克各种看似遥不可及的梦想中,我们发现他想要完成的目标“虽迟但到”,几乎都在不断的被实现中。希望这一次也是如此吧!

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