首飞炸毁的马斯克“星舰”，能给我们什么样的启发？

(资料图)

特别向最后无辜躺枪的《原神》，表示诚挚的歉意。

最近两天，笔者正忙于上海车展相关工作呢……突然之间，好友圈就“炸了”。一些个平日只发些吃喝内容，整日里打听各地“肉价”的货色，居然摇身一变成为了航天迷，开始为“星舰”欢呼了。

SpaceX于2019年9月公布的，“星舰”冲入火星大气层的概念图

是发射成功了吗？可是我还记得，马斯克本人表示成功概率不大啊？所以带着疑惑，即便一大堆文债压身，我还是点开了新闻——

首飞失败，实际上火箭飞一半就“炸了”。

然而这却不妨碍，许多人继续欢呼和沸腾，即便是埃隆·马斯克自己也一早做好了失败的准备，甚至再三告诫大家成功的可能性很低。“只要没有在发射台上爆炸，就算是成功”，这话可是他自己说的。

然而事实是，发射台虽然没炸，但损毁效果和炸也没啥区别了……

实际上，无论SpaceX的工程师还是埃隆·马斯克自己，对于“星舰”项目目前的不足，都是有着充分认识的。毕竟，仅仅下面级多达33台的发动机阵列，能否在得到起飞点火指令的同时一起点燃，都还存在严重的不确定性。这一点，一直到今年2月10日的第三次地面静态点火测试时，都还存在严重的问题（两台引擎没有点火）。而且类似的问题，在20日失败的首射任务中，变得更加的严重。

点火仅仅60秒，就已经有多达5台引擎熄火火，后续更是又熄了6台……

然而这毕竟是人类历史上，从未有过的“全民参与”型航天项目。

自“星舰”立项开始，SpaceX就对其进行了近乎全透明式地播报，向公众展示一切可以公布的细节信息，并以此从全球范围吸纳了数以亿计为其“打Call”的粉丝。而既然粉丝们的胃口已经被钓到了这种地步，那么发射也就成为了马斯克乃至SpaceX的“刚需”。

即便是用30亿美元打了个大烟花，该打的还是得打不是？

注：讲道理，这类前沿工程，当然是得支持的。但是这种“炸了就算赢了”又是什么道理？这几乎是近年来堪比“我同事去了就即是我去了”的荒唐画面

有关“星舰”首飞的过程，以及失败的细节，这两天各类公众号已传遍了简中网络，这里不再累述。

“我告诉过你（多发）没那么容易”

所以今天，距离“大新闻”发生后隔了整整三天以后，笔者只得应一些读者要求，谈一谈和“星舰”项目。

当然，有关首射的细节，其实很多媒体、公众号已经详细说明了。所以我们只谈谈那些“大”的部分。

01 “星舰”图的是什么？

首先要确定的一点是，狭义的“星舰”，只是那个造型独特的入轨飞船部分。“星舰”与下面的推进器部分，这里用星舰火箭来称呼。

2016年以来，星舰方案的演变

整个火箭的下面级，即SpaceX称为“超重型”（Super Heavy）的助推器部分，由33台“猛禽2”（Raptor2）液氧甲烷引擎组成。整个引擎分内外圈方式布置，外圈20台为固定式，内圈13台被安装在万向节的“猛禽2”，可以朝任意角度摆动最大15度。

而上面级部分“星舰”（Starship）本体，搭载3台专门优化真空比冲性能的“真空·猛禽”引擎，以及3台和“超重型”同配置的“猛禽2”引擎。后者同样被安装在万向节上，可以摆动最多15度。

“超重型”尾部安装的发动机阵列，内侧的13个被置于可偏转的万向节上

与其对比，同为SpaceX旗下的猎鹰9的“梅林”引擎，摆动角度只有5度。能够像固定翼飞行器那样降落的航天飞机，其RS-25引擎仅能摆动12.5度。所以星舰火箭的两个组成部分，理论上可以在完成发射任务后，凭借剩余燃料在大气层内机动数千公里，返回发射场或者另择合适的地点降落。

在垂直降落问题上，远比“猎鹰9”以及“重型猎鹰”更好的机动性，是一个显著优势。这意味着，星舰可以相对从容地选择降落地点。

而在动力系统方面，姑且不论推力/比冲数据很不错的“猛禽2”与“真空·猛禽”，其主要优点还有二：

首先，甲烷燃料虽然在成本比专用煤油略高——后者若非苏联那样拥有超高品质油田，就只能和中国那样采用煤炭液化工艺制取以便成分精确可控（看谁再敢把“火箭烧煤”当梗来说）——但更不容易结焦，出现意外事故的概率更小。

其次，由于猛禽系列引擎采用液态温度为-161.5°C的甲烷为燃料，氧化剂液氧的液态保存温度则是-183℃。两者温差远小于液氢（-252.8℃）和液氧的，低温燃料-氧化剂罐体的隔温措施相对简单许多。

爱好者绘制的，星舰火箭与曾经的美国最大火箭土星五号同比例并列对比图

此外，星舰火箭选用的美标304牌号不锈钢，也就是一般保温杯、不锈钢烧锅内胆材料那种“食品级”不锈钢材料，实际上是一种非常廉价的金属材料，最近这段时间的市场价格每吨售价仅仅3800元人民币，折合每千克3.8元。而航天级碳纤维，例如著名的T800HB，日本东丽生产大批量订购仍达到每千克2000元人民币。

而上述这一切叠加到一起，也就意味着星舰项目的本质，是探索一条如何采用传统“航宇级”规格标准以下的材料以及工艺，以尽可能低的成本去建造超大尺寸航天器，同时还要让这种设备具备至少不亚于“猎鹰9”的复用能力。

开始使用常规材料也就意味着，造价开始变得“正常”

其终极目标是，“星舰”和“超重型”在完成一次任务各自降落以后，可以经过简单的各项检测，在几个月甚至几周内，再次回到发射架上，安装到位并加注好燃料，进行执行下一次任务。

02 航天新时代的黎明

尽管已经最大限度地，考虑了成本和需求，但星舰火箭由于其体型之大，即使最终发射成功完全实现其初始设定指标，仍然存在着某些无法逾越的限制问题。

“超重型”需要检测结构，一个一个测试发动机。而“星舰”则要检查和修复隔热瓦。作为一种起飞质量达到5000吨的超重型航天发射平台，其注定无法和民航客机那样，在执行完毕一个航班飞行任务后，只经过简单检测加注燃料以后，立即投入下一个任务。这需要另一种思路的平台，例如中国航天科工集团公司目前正在推进的腾云工程，所采用的组合动力亚轨道飞行器+入轨航天器模式。

注： 星舰火箭的实质，是放大火箭体积，尝试接近当前技术的极限。同时降低原本航天项目的高标准，试探其可接受“下限”的边际……

一旦成功，则将诞生一种真正意义上的，如同客机执飞航班那样执行航天任务的，可以直接从机场起飞的航天发射平台。只不过这样的空天飞机系统，在规模上不可能超过现有航空器太多，而水平起飞、低维护要求的特性，也注定了其有效载荷比不可能与走大型化路线的星舰相比。

5000吨的星舰，宣称最大近地轨道投送能力为300吨，有效载荷比6%；在可回收模式下，最大近地轨道投送质量150吨，有效载荷比3%。而腾云工程的最终成果，总质量基本不可能超过300吨，有效载荷不会超过1.7%，即不超过5吨。

现阶段，未来航天器的两条主要路线，都已经初显端倪。星舰火箭刚刚进行了一次失败，但仍旧令无数人鼓舞地首飞。而腾云工程则在去年8月26日，进行了首次成功飞行。

根据中央电视台2022年8月26日的报道，这台由中国运载火箭技术研究院研制并制造的升力式亚轨道运载器，于当天在酒泉卫星发射中心再次点火垂直起飞，按照设定程序完成亚轨道飞行，平稳水平着陆于阿拉善右旗机场，成功实现我国亚轨道运载器首次飞行测试。

腾云工程的具体状况不明，我们只能通过已经公布的少数模型，来推测其全貌

这看似，又将是一轮“花开两朵，各表一枝”式的前进探索。然而，儿童才会作选择题，成年人的目标是“全都要”。

十余年来，有关我国登月火箭方案的，即“长征九号”的论证，正在渐渐走向最终的定案阶段。根据目前流出的，以及各项展会期间展示的模型，其最终构型将会是一种类似星舰火箭的三级串联“光杆”造型，加注完毕后的总质量为3930吨规模，总高度超过百米。

长征九号火箭的方案历经多变，最终被确定为现在的“光杆”式

马斯克给星舰火箭画的饼，是单发只要1000万美元，远期可以把价格降到200万美元。实际上和单发要价22亿美元的SLS相比，哪怕星舰在中远期能实现单箭将150吨载荷送入近地轨道要价还只要1.1亿美元，这都足以改变现有航天产业的现状。

尽管中国航天并没有美国那样，官商勾结成本虚高的问题，但“又便宜又好用”这一点对于我们来说，是具有同样的意义。

去年12月，SpaceX正式发布了名为“星盾”（Starshield）的卫星互联网星座项目。撕开所有话术包装与商业化虚词，其实质可以简单理解为“星链”（Starlink）星座的纯军用版本。

现阶段，美国的军事力量，已经深度依赖于美国的天际设施体系。无论是在轨部署的传感器、用于数据中继的节点，还是执行特定任务的功能型卫星体系。

SpaceX的“星盾”项目宣传图

因为深度依赖，所以脆弱不堪，特别在其“大国竞争”对手，已经掌握可靠、廉价而且有效的反卫星技术的今天。“星盾”项目的实质，是实现军用在轨航天器的分布式部署。如果单颗的，重达10吨且功能强大的电子侦察卫星，在直升式反卫星导弹的打击下是脆弱不堪的，那么20颗各重0.5吨，凑一起能大致实现类似功能的电子侦察卫星星座呢？

更何况，不久前发射的“星链”二代mini星，重量已经达到了790kg。“星链”2.0号称极限可以达到2吨。平台增大也意味着，搭载设备和功能的质变。

790kg重的“星链”2.0版mini星

227kg的0.9版“星链”卫星，充其量只能算个功能一般的太空路由器。但是2吨重的“星链”2.0，则可以根据需要配备各式各样的载荷，从提供数据中继功能外，变身电子侦察卫星、光学侦察卫星、红外线预警卫星，甚至是装载武器成为攻击卫星。而且凭借“星舰”的巨大载荷，成千上万的卫星混杂在一起，令对手既无法监测，更无法有效摧毁。

只有“魔法”才能击败“魔法”。真正的次世代航天竞争，已经拉开帷幕。我们在肯定SpaceX向前探出这一步的同时，更应该清醒认识到，这家从NASA乃至美军获取关键技术的企业，背后那隐约可见的美国国家机器身影。

当然上面这些思考，和参与到本次星舰狂欢中的许多人，是没有任何关系的。对于这一部分人来说，捧马斯克的同时踩一脚“你国”，似乎已经成了一种膝跳反射性行为，也可能是他们维持自我精神状态的必要。

对于这样群体，笔者在这里也借用一下“魔法”——

美利坚的资本主义宏大叙事，与氪个《原神》都肉疼的您，真的有关系吗？说实在的，诸位与其在简中互联网上制造数据垃圾，还不如尽早去“走线”呢。

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