最近兩天，筆者正忙于上海車展相關(guān)工作呢……突然之間，好友圈就“炸了”。一些個平日只發(fā)些吃喝內(nèi)容，整日里打聽各地“肉價”的貨色，居然搖身一變成為了航天迷，開始為“星艦”歡呼了。

 SpaceX于2019年9月公布的，“星艦”沖入火星大氣層的概念圖

是發(fā)射成功了嗎？可是我還記得，馬斯克本人表示成功概率不大??？所以帶著疑惑，即便一大堆文債壓身，我還是點開了新聞——

首飛失敗，實際上火箭飛一半就“炸了”。

然而這卻不妨礙，許多人繼續(xù)歡呼和沸騰，即便是埃隆·馬斯克自己也一早做好了失敗的準(zhǔn)備，甚至再三告誡大家成功的可能性很低?！爸灰獩]有在發(fā)射臺上爆炸，就算是成功”，這話可是他自己說的。

 然而事實是，發(fā)射臺雖然沒炸，但損毀效果和炸也沒啥區(qū)別了……

實際上，無論SpaceX的工程師還是埃隆·馬斯克自己，對于“星艦”項目目前的不足，都是有著充分認(rèn)識的。畢竟，僅僅下面級多達(dá)33臺的發(fā)動機陣列，能否在得到起飛點火指令的同時一起點燃，都還存在嚴(yán)重的不確定性。這一點，一直到今年2月10日的第三次地面靜態(tài)點火測試時，都還存在嚴(yán)重的問題（兩臺引擎沒有點火）。而且類似的問題，在20日失敗的首射任務(wù)中，變得更加的嚴(yán)重。

點火僅僅60秒，就已經(jīng)有多達(dá)5臺引擎熄火火，后續(xù)更是又熄了6臺……

然而這畢竟是人類歷史上，從未有過的“全民參與”型航天項目。

自“星艦”立項開始，SpaceX就對其進(jìn)行了近乎全透明式地播報，向公眾展示一切可以公布的細(xì)節(jié)信息，并以此從全球范圍吸納了數(shù)以億計為其“打Call”的粉絲。而既然粉絲們的胃口已經(jīng)被釣到了這種地步，那么發(fā)射也就成為了馬斯克乃至SpaceX的“剛需”。

即便是用30億美元打了個大煙花，該打的還是得打不是？

講道理，這類前沿工程，當(dāng)然是得支持的。但是這種“炸了就算贏了”又是什么道理？這幾乎是近年來堪比“我同事去了就即是我去了”的荒唐畫面

有關(guān)“星艦”首飛的過程，以及失敗的細(xì)節(jié)，這兩天各類公眾號已傳遍了簡中網(wǎng)絡(luò)，這里不再累述。

 “我告訴過你（多發(fā)）沒那么容易”

所以今天，距離“大新聞”發(fā)生后隔了整整三天以后，筆者只得應(yīng)一些讀者要求，談一談和“星艦”項目。

當(dāng)然，有關(guān)首射的細(xì)節(jié)，其實很多媒體、公眾號已經(jīng)詳細(xì)說明了。所以我們只談?wù)勀切按蟆钡牟糠帧?/p>

“星艦”圖的是什么？

首先要確定的一點是，狹義的“星艦”，只是那個造型獨特的入軌飛船部分?！靶桥灐迸c下面的推進(jìn)器部分，這里用星艦火箭來稱呼。

 2016年以來，星艦方案的演變

整個火箭的下面級，即SpaceX稱為“超重型”（Super Heavy）的助推器部分，由33臺“猛禽2”（Raptor2）液氧甲烷引擎組成。整個引擎分內(nèi)外圈方式布置，外圈20臺為固定式，內(nèi)圈13臺被安裝在萬向節(jié)的“猛禽2”，可以朝任意角度擺動最大15度。

而上面級部分“星艦”（Starship）本體，搭載3臺專門優(yōu)化真空比沖性能的“真空·猛禽”引擎，以及3臺和“超重型”同配置的“猛禽2”引擎。后者同樣被安裝在萬向節(jié)上，可以擺動最多15度。

 “超重型”尾部安裝的發(fā)動機陣列，內(nèi)側(cè)的13個被置于可偏轉(zhuǎn)的萬向節(jié)上

與其對比，同為SpaceX旗下的獵鷹9的“梅林”引擎，擺動角度只有5度。能夠像固定翼飛行器那樣降落的航天飛機，其RS-25引擎僅能擺動12.5度。所以星艦火箭的兩個組成部分，理論上可以在完成發(fā)射任務(wù)后，憑借剩余燃料在大氣層內(nèi)機動數(shù)千公里，返回發(fā)射場或者另擇合適的地點降落。

在垂直降落問題上，遠(yuǎn)比“獵鷹9”以及“重型獵鷹”更好的機動性，是一個顯著優(yōu)勢。這意味著，星艦可以相對從容地選擇降落地點。

而在動力系統(tǒng)方面，姑且不論推力/比沖數(shù)據(jù)很不錯的“猛禽2”與“真空·猛禽”，其主要優(yōu)點還有二：

首先，甲烷燃料雖然在成本比專用煤油略高——后者若非蘇聯(lián)那樣擁有超高品質(zhì)油田，就只能和中國那樣采用煤炭液化工藝制取以便成分精確可控（看誰再敢把“火箭燒煤”當(dāng)梗來說）——但更不容易結(jié)焦，出現(xiàn)意外事故的概率更小。

其次，由于猛禽系列引擎采用液態(tài)溫度為-161.5°C的甲烷為燃料，氧化劑液氧的液態(tài)保存溫度則是-183℃。兩者溫差遠(yuǎn)小于液氫（-252.8℃）和液氧的，低溫燃料-氧化劑罐體的隔溫措施相對簡單許多。

愛好者繪制的，星艦火箭與曾經(jīng)的美國最大火箭土星五號同比例并列對比圖

此外，星艦火箭選用的美標(biāo)304牌號不銹鋼，也就是一般保溫杯、不銹鋼燒鍋內(nèi)膽材料那種“食品級”不銹鋼材料，實際上是一種非常廉價的金屬材料，最近這段時間的市場價格每噸售價僅僅3800元人民幣，折合每千克3.8元。而航天級碳纖維，例如著名的T800HB，日本東麗生產(chǎn)大批量訂購仍達(dá)到每千克2000元人民幣。

而上述這一切疊加到一起，也就意味著星艦項目的本質(zhì)，是探索一條如何采用傳統(tǒng)“航宇級”規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)以下的材料以及工藝，以盡可能低的成本去建造超大尺寸航天器，同時還要讓這種設(shè)備具備至少不亞于“獵鷹9”的復(fù)用能力。

開始使用常規(guī)材料也就意味著，造價開始變得“正?！?/p>

其終極目標(biāo)是，“星艦”和“超重型”在完成一次任務(wù)各自降落以后，可以經(jīng)過簡單的各項檢測，在幾個月甚至幾周內(nèi)，再次回到發(fā)射架上，安裝到位并加注好燃料，進(jìn)行執(zhí)行下一次任務(wù)。

航天新時代的黎明

盡管已經(jīng)最大限度地，考慮了成本和需求，但星艦火箭由于其體型之大，即使最終發(fā)射成功完全實現(xiàn)其初始設(shè)定指標(biāo)，仍然存在著某些無法逾越的限制問題。

“超重型”需要檢測結(jié)構(gòu)，一個一個測試發(fā)動機。而“星艦”則要檢查和修復(fù)隔熱瓦。作為一種起飛質(zhì)量達(dá)到5000噸的超重型航天發(fā)射平臺，其注定無法和民航客機那樣，在執(zhí)行完畢一個航班飛行任務(wù)后，只經(jīng)過簡單檢測加注燃料以后，立即投入下一個任務(wù)。這需要另一種思路的平臺，例如中國航天科工集團(tuán)公司目前正在推進(jìn)的騰云工程，所采用的組合動力亞軌道飛行器+入軌航天器模式。

 星艦火箭的實質(zhì)，是放大火箭體積，嘗試接近當(dāng)前技術(shù)的極限。同時降低原本航天項目的高標(biāo)準(zhǔn)，試探其可接受“下限”的邊際……

一旦成功，則將誕生一種真正意義上的，如同客機執(zhí)飛航班那樣執(zhí)行航天任務(wù)的，可以直接從機場起飛的航天發(fā)射平臺。只不過這樣的空天飛機系統(tǒng)，在規(guī)模上不可能超過現(xiàn)有航空器太多，而水平起飛、低維護(hù)要求的特性，也注定了其有效載荷比不可能與走大型化路線的星艦相比。

5000噸的星艦，宣稱最大近地軌道投送能力為300噸，有效載荷比6%；在可回收模式下，最大近地軌道投送質(zhì)量150噸，有效載荷比3%。而騰云工程的最終成果，總質(zhì)量基本不可能超過300噸，有效載荷不會超過1.7%，即不超過5噸。

現(xiàn)階段，未來航天器的兩條主要路線，都已經(jīng)初顯端倪。星艦火箭剛剛進(jìn)行了一次失敗，但仍舊令無數(shù)人鼓舞地首飛。而騰云工程則在去年8月26日，進(jìn)行了首次成功飛行。

根據(jù)中央電視臺2022年8月26日的報道，這臺由中國運載火箭技術(shù)研究院研制并制造的升力式亞軌道運載器，于當(dāng)天在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心再次點火垂直起飛，按照設(shè)定程序完成亞軌道飛行，平穩(wěn)水平著陸于阿拉善右旗機場，成功實現(xiàn)我國亞軌道運載器首次飛行測試。

 騰云工程的具體狀況不明，我們只能通過已經(jīng)公布的少數(shù)模型，來推測其全貌

這看似，又將是一輪“花開兩朵，各表一枝”式的前進(jìn)探索。然而，兒童才會作選擇題，成年人的目標(biāo)是“全都要”。

十余年來，有關(guān)我國登月火箭方案的，即“長征九號”的論證，正在漸漸走向最終的定案階段。根據(jù)目前流出的，以及各項展會期間展示的模型，其最終構(gòu)型將會是一種類似星艦火箭的三級串聯(lián)“光桿”造型，加注完畢后的總質(zhì)量為3930噸規(guī)模，總高度超過百米。

 長征九號火箭的方案歷經(jīng)多變，最終被確定為現(xiàn)在的“光桿”式

馬斯克給星艦火箭畫的餅，是單發(fā)只要1000萬美元，遠(yuǎn)期可以把價格降到200萬美元。實際上和單發(fā)要價22億美元的SLS相比，哪怕星艦在中遠(yuǎn)期能實現(xiàn)單箭將150噸載荷送入近地軌道要價還只要1.1億美元，這都足以改變現(xiàn)有航天產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀。

盡管中國航天并沒有美國那樣，官商勾結(jié)成本虛高的問題，但“又便宜又好用”這一點對于我們來說，是具有同樣的意義。

去年12月，SpaceX正式發(fā)布了名為“星盾”（Starshield）的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座項目。撕開所有話術(shù)包裝與商業(yè)化虛詞，其實質(zhì)可以簡單理解為“星鏈”（Starlink）星座的純軍用版本。

現(xiàn)階段，美國的軍事力量，已經(jīng)深度依賴于美國的天際設(shè)施體系。無論是在軌部署的傳感器、用于數(shù)據(jù)中繼的節(jié)點，還是執(zhí)行特定任務(wù)的功能型衛(wèi)星體系。

SpaceX的“星盾”項目宣傳圖

因為深度依賴，所以脆弱不堪，特別在其“大國競爭”對手，已經(jīng)掌握可靠、廉價而且有效的反衛(wèi)星技術(shù)的今天?！靶嵌堋表椖康膶嵸|(zhì)，是實現(xiàn)軍用在軌航天器的分布式部署。如果單顆的，重達(dá)10噸且功能強大的電子偵察衛(wèi)星，在直升式反衛(wèi)星導(dǎo)彈的打擊下是脆弱不堪的，那么20顆各重0.5噸，湊一起能大致實現(xiàn)類似功能的電子偵察衛(wèi)星星座呢？

更何況，不久前發(fā)射的“星鏈”二代mini星，重量已經(jīng)達(dá)到了790kg。“星鏈”2.0號稱極限可以達(dá)到2噸。平臺增大也意味著，搭載設(shè)備和功能的質(zhì)變。

 790kg重的“星鏈”2.0版mini星

227kg的0.9版“星鏈”衛(wèi)星，充其量只能算個功能一般的太空路由器。但是2噸重的“星鏈”2.0，則可以根據(jù)需要配備各式各樣的載荷，從提供數(shù)據(jù)中繼功能外，變身電子偵察衛(wèi)星、光學(xué)偵察衛(wèi)星、紅外線預(yù)警衛(wèi)星，甚至是裝載武器成為攻擊衛(wèi)星。而且憑借“星艦”的巨大載荷，成千上萬的衛(wèi)星混雜在一起，令對手既無法監(jiān)測，更無法有效摧毀。

只有“魔法”才能擊敗“魔法”。真正的次世代航天競爭，已經(jīng)拉開帷幕。我們在肯定SpaceX向前探出這一步的同時，更應(yīng)該清醒認(rèn)識到，這家從NASA乃至美軍獲取關(guān)鍵技術(shù)的企業(yè)，背后那隱約可見的美國國家機器身影。

當(dāng)然上面這些思考，和參與到本次星艦狂歡中的許多人，是沒有任何關(guān)系的。對于這一部分人來說，捧馬斯克的同時踩一腳“你國”，似乎已經(jīng)成了一種膝跳反射性行為，也可能是他們維持自我精神狀態(tài)的必要。

對于這樣群體，筆者在這里也借用一下“魔法”——

美利堅的資本主義宏大敘事，與氪個《原神》都肉疼的您，真的有關(guān)系嗎？說實在的，諸位與其在簡中互聯(lián)網(wǎng)上制造數(shù)據(jù)垃圾，還不如盡早去“走線”呢。

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