北京時間4月20日(周四)晚間,美國太空探索技術公司(SpaceX)在德州布朗斯維爾(Brownsville)首次發射“星艦”超重型運載火箭,但是火箭從發射架上點火升空后數分鐘后發生爆炸解體,未能達成其余的實驗里程碑目標,火箭殘骸隨即墜落在墨西哥灣水域。
SpaceX在社交媒體上也確認了這一結果,表示在火箭分離階段前出現了快速且計劃外的解體。公司團隊將審閱相關數據,為下一次實驗做準備。

(截圖自:SpaceX官方推特)
有史以來最大最重的運載火箭
資料顯示,“星艦”官方全稱為“星艦深空火箭系統(Starship Deep-Space Rocket System)”,火箭高達120米,是迄今為止世界上生產的最大最重的運載火箭,重達1700萬磅(約合771萬公斤),體積與重量都大大超過美國國家航空航天局過去用于登月的火箭或美國目前所擁有以及未來規劃的所有火箭。
太空探索技術公司希望未來制造1000艘星艦,用于往來于地球與火星、月球,運送人員和物資,開展“移民火星”計劃。
美國國家航空航天局已經預訂了一枚“星艦”火箭來執行下一次的登月任務。而世界上一些億萬富翁也已經預訂了座位,要搭乘“星艦”做一次環月旅行。
“星艦”運載火箭技術非常先進,被稱為未來型火箭。箭體用不銹鋼制造,因此可以重復使用,不僅可以大幅節省成本,而且可以在一次發射后很快用于下一次發射任務。太空探索技術公司較為小型的獵鷹系列運載火箭就早已實現重復使用的目標。
“星艦”火箭幾年前曾經進行過一次局部發射試驗,火箭升空好幾英里,而且成功對箭體進行了著陸回收。不過這次進行的是首次全箭體綜合發射試驗,太空探索技術公司原計劃將其發射升空,然后進行環球飛行。由于這是該款運載火箭的首次發射試驗,因此火箭上沒有搭載人員或衛星。
星艦分為兩個部分,星艦載客飛船和超重型火箭,未來兩者皆可重復使用。火箭系統第一級助推器被稱為“超重型(Super Heavy)推進器”,第二級被稱為“星艦”飛船,其中“超重型推進器”高達70米,直徑9米,使用液態甲烷/液氧推進劑。火星大氣中的甲烷令SpaceX有朝一日可以在火星上為星艦補充燃料。
按照之前公開的信息,在最佳的預設情境中,火箭發射升空3分鐘后助推器應該從箭體剝離,達到軌道速度。在首次飛行測試中并不會進入近地軌道,而是在地表上空約150英里(約240公里)處向東飛行,獨自飛越大西洋、非洲南端和印度洋,整個飛行預計僅持續90分鐘后重返大氣層,最后在夏威夷考艾島(Kauai)附近的太平洋上降落。雖然助推器和飛船倉都可以回收重復利用,但這一次SpaceX不會進行回收。
這項發射試驗原本定于美東時間本周一上午進行,但是在點火發射前夕,工程師發現在燃料加注的過程中出現“壓力閥門凍住”, 導致火箭助推器的增壓出現問題,被迫推遲至周四。
從發射到爆炸全程
根據美聯社的報道,當“星艦”火箭滿載著超過4500公噸推進劑,從德州新建的博卡奇卡海灘發射場點火升空時。許多民眾在與被封控的發射場隔海相距幾公里的南帕德里島上觀看發射實況,而且在火箭點火升空之時,很多人大喊,“起來,寶貝,起來!”從發射現場升騰起的煙霧,也能感受到火箭推力的威壓。

(截圖自:視頻直播)
密密麻麻的火箭助推器特寫。

(截圖自:視頻直播)
火箭的姿態開始有些不對勁,在空中出現翻滾。

(截圖自:視頻直播)
發射后約4分鐘,星艦整體在空中解體爆炸。

(截圖自:視頻直播)
據悉這是因為故障,助推器沒有從箭體剝離導致的。
馬斯克和工作人員并未沮喪
值得一提的是,在火箭爆炸之后,現場的SpaceX員工并沒有表現出沮喪的情緒,紛紛鼓掌慶賀,因為這次發射已經達到了“火箭升空,不損傷發射臺”的最低目標。他們在Twitter表示,“好像首飛還不夠精彩,團隊將繼續審查數據,并努力進行下一次試飛。”
現場督戰的埃隆·馬斯克(Elon Musk)也面對鏡頭擠出了一個微笑,至少他“火箭別炸發射架”的預期還是達成了。


在財聯社之前的報道中也提到,馬斯克在星艦首飛前一直試圖降低外界的期望,特別強調擔憂推力超強的火箭發動機可能把發射臺炸了。星艦由33臺“猛禽”( Raptor)發動機提供動力,其推力將超過1600萬磅(約合7257噸左右),大約是目前紀錄保持者土星5號火箭的兩倍。
馬斯克曾自潑冷水,預測“星艦”首飛成功率50%,暗示“星艦”可能在第一次軌道級試飛嘗試時爆炸。
對于這次發射最終能否成功,SpaceX在發射前也曾表示,通過這樣的測試,成功取決于我們能學到多少,隨著SpaceX迅速推進“星艦”的開發,這將為未來提供信息并提高成功的可能性。SpaceX還說,“星艦”是有史以來最大、最具能力的火箭,將使我們能夠實現人類外出探索星際的共同愿景。
在發射后,馬斯克也抽空更新了社交媒體,對SpaceX團隊表達祝賀之余,強調此次為“數月之后的下一次測試”學到了不少知識。

(截圖自:馬斯克推特)
為什么馬斯克對于“學到很多”如此執著?星艦的發射至關重要,因為它不但關系到馬斯克的火星夢,還會影響美國的重返月球計劃。
時隔50年,美國宇航局(NASA)越來越接近于重返月球,而SpaceX在這項任務中發揮著至關重要的作用。其中重返大氣層將考驗飛船的空氣動力學操縱的能力,以及隔熱能力,以承受它在垂直穿過大氣層時產生的強烈摩擦。馬斯克說:“飛船將像流星一樣駛來。這也是它未來多次飛行的漫長旅程的第一步。更多的助推器已經在發射場待命,用于未來的試飛。”
星艦的下一步還有哪些目標?
雖然SpaceX公開強調“今天測試的成功之處在于我們學到了什么”,但留給科學家們實現穩定星際投送的時間表依然緊張。
在此之前,星艦經歷了多代技術迭代,原型機一邊爆炸一邊“出爐”,一路試錯一路更新,將馬斯克用互聯網思維造火箭的想法發揮到極致。目前,星艦系統擁有多個版本,包括測試版、登月版、環月旅行版、貨運版、加油版等等。
2021年,SpaceX獲得NASA授予的一份價值29億美元的合同,將使用星艦幫助NASA重返月球,這將是NASA自1972年以來的首次登月。此外,去年11月,星艦還獲得了另一份合同,成為“阿耳忒彌斯”4號任務的一部分。
NASA曾選定星艦執行阿耳忒彌斯3號(Artemis III)的載人登月任務,如果這個項目沒有被取消的話,理論上的最早發射時間就在2025年初。在此之前,SpaceX首先需要證明星艦具備穩定投送地球軌道的能力。更具有挑戰性的是,如何證明星艦有穩定飛向月球的能力。
星艦系統設計用于送宇航員和貨物到地球軌道、月球、火星和更遠的地方,它可以攜帶100人進行長時間星際飛行,也可以發射衛星和太空望遠鏡,幫助建立月球基地。“星艦”飛船未來還可以在地球上實現一小時內點對點運輸,最大時速27000千米/時。
NASA太空發射系統(SLS)火箭使用了上世紀70年代為航天飛機所設計的硬件,如果說SLS代表了政府傳統的火箭設計方法,那么“星艦”則象征著太空飛行的現代化、商業化。在前往火星的飛行途中,“星艦”飛船可在近地軌道利用“燃料飛船”(本質上是沒有窗戶的“星艦”飛船)補充燃料,使得100噸的運輸可以一路到火星。SpaceX還建了146米高的火箭發射塔,支持火箭集成、發射和捕獲“超重”火箭助推器。由于“星艦”未來將可重復使用,預計運行成本將遠低于SLS。
2022年2月,在德州博卡奇卡召開的“星艦”發布會上,馬斯克說,“星艦”飛船6-8小時就可以重復使用,這樣一天就可以發射3次,“超重”火箭助推器發射6分鐘后就能返回,大約每小時就能發射一次。快速重復使用也意味著降低成本,“每次飛行可能只需幾百萬美元,甚至最少可能只要100萬美元。”馬斯克說,按照太空標準來衡量,這個價格低得離譜。
不過受制于該飛船的重量,SpaceX需要在飛船圍繞地球軌道飛行時就為其配送燃料——可能需要十幾次發射,才能滿足一艘星艦飛船跨越地月38萬公里距離的需求。
順便一提,星艦的發射結果對特斯拉的股價并沒有產生太大影響。周四開盤大跌近8%的主要原因是早些時候發布的Q1財報。經歷多輪降價后,特斯拉的Q1利潤率出現收窄,但公司暗示接下來還會繼續降價。