时间: 2024-04-06 10:26:21 | 作者: 成功案例
几天前，马斯克旗下的太空探索公司SpaceX进行了星舰第三次综合飞行测试，从点燃到最后一次接收到星舰信号，持续49分钟后最终确认失联。
相较前两次仅升空数分钟后就爆炸，星舰第三次试飞已是巨大进步。根据SpaceX发布的星舰第三次飞行测试说明，此次试飞实现多个里程碑和第一次。
一级火箭（即超重助推器）33台猛禽发动机再次全部成功点火、一二级再次成功热分离，同时二级飞船首次进入预定轨道，并在滑行中完成载荷舱门开关和推进剂转移试验，且首次实现返回大气层等。
此次试飞也有些许遗憾，比如飞船没有尝试在轨重启发动机，且在发射49分钟后失联，未能完成星舰受控降落在规定海域的任务。
“虽然不能算是百分之百的圆满成功，但这次实现了原来没取得的突破，我觉得依旧很成功。”当天观看了全程直播的天仪研究院创始人兼CEO杨峰对搜狐科技表示，这次回收没有实现，但回收不是此次事先的计划目标。
杨峰还表示，此次让人惊艳的还有星链全程在线，这是历史上第一次穿越黑障区的全程直播。“可以清晰看到星舰以两万七千公里的时速再入大气层时超高温等离子体场的增长，这是人类第一次见到超高温等离子体的实时状态。”
星舰第三次试飞结束后，美国联邦航空管理局（FAA）发表相关声明，按照四级故障标准将此次发射结果定义为“故障”（影响仅高于“异常”），并将监督SpaceX对故障进行调查。
SpaceX正在为下一次试飞做准备，并试图加快进度。该公司总裁格温·肖特威尔（Gwynne Shotwell）最新表示，希望在五月初进行第四次发射，计划今年完成进入轨道、部署卫星并回收两级火箭的目标。
“对我来说，感触最大的是这次虽然不完美，但前两次试飞中犯的错误，这次就没有再犯。”杨峰认为，星舰践行在失败中成长，每一次失败之后都会改进，为下一步成功打下基础。
去年4月20日，星舰首次尝试轨道级发射测试，但刚起飞就发现三台发动机没点燃，飞行中又有三台发动机陆续发生故障，导致箭体滚转率偏大，最终炸毁。
随后去年11月18日，星舰进行第二次飞行测试，超重助推器在返回时爆炸解体，原因是发动机供应液氧的过滤器堵塞导致发动机故障，而飞船则在液氧排气口启动时，星舰后部发生泄漏，导致燃烧最终解体。
这两次爆炸后，SpaceX都进行了调查改进，第三次试飞在硬件、软件和发射流程上都进行重要改进并获得FFA认可进行。从实际结果来看，前两次的问题基本未再出现。
SpaceX提到，此次星舰一二级再次成功实现热分离。星舰第一次发射时采用的是冷分离的方式，第二次则改为热分离，首次实现成功，这次则依然成功。
杨峰解释称，热分离就是二级火箭发动机先点火，然后与一级火箭分离，而冷分离就是一二级先分离，二级火箭发动机再点火。SpaceX改用热分离方案，是为了更好的提高火箭运载能力。
“实施热分离，超重仍有部分发动机保持工作，并处于节流状态，有利于其它参与回收的发动机二次点火，而且能近一步提升系统的运载能力。”杨峰表示。
他介绍称，目前火箭界对这两种分离方式都有采用，如我国长征五号采用的是冷分离，长征二号系列是热分离，长征三号甲系列两种方式都有采用。“没有最好，只有最适合。”
同时，星舰此次计划的三项在轨试验——有效载荷舱门的开关、推进剂转移、发动机重新点燃，前两个都完成。SpaceX表示，由于星舰在滑行期间的滚动速率过高，没有按计划尝试重启发动机。
杨峰表示，这三个环节在未来的航天航空活动中都是必不可少的关键。载荷舱门开关试验主要是为了部署二代星链卫星做准备，而无论执行登月任务还是登火星任务，都需要发动机多次启动。
此外，进行推进剂转移是由于一枚星舰所能携带的燃料有限，需要在轨完成多次补加才能实施任务。比如NASA的阿尔忒弥斯计划载人登月任务，星舰在大多数情况下要在轨补加10次推进剂才能完成一次登月任务。
对于此次星舰失联原因，杨峰分析称，可能是掉到某个地方通信中断，也可能是姿态失控导致解体，具体原因还需FAA和SpaceX调查确定。“这都是很正常的事，不能说失联就显得星舰不行，按传统火箭任务来算，星舰第三次试飞已经取得全部成功，现在没实现的只是返回部分。”
北京航天长征科技信息研究所龙雪丹等人发布的简析文章推测星舰可能解体。此次直播画面显示，飞船防热瓦在上升过程中出现脱落现象，再入大气层时也有明显脱落。这或是高温导致，星舰再入极限温度可达1350℃，而星舰使用的不锈钢材料的极限温度超过800℃。
因此，在防热瓦脱落的情况下，星舰也许会出现类似哥伦比亚号航天飞机返回时因热流穿透热防护系统导致结构失效的情况。SpaceX提到，星舰飞船首次从太空返回大气层，为高超音速再入过程中的热问题和航天器控制收集了宝贵数据，但尚未就失联具体原因做出解释。
“我们在评审此次飞行数据之际，更多星舰正在为马上就要来临的飞行做准备，我们大家都希望今年提高发射频次。”此前有消息称，SpaceX今年已申请9次试飞。
SpaceX总裁格温·肖特维尔在最近的一次活动演讲中表示，目前还在审查第三次试飞数据，会弄清楚两级火箭发生了什么，希望能在六周内重新发射，即在五月初进行第四次发射。
杨峰表示，星舰第四次试飞会从第三次中汲取经验。比如虽然SpaceX宣布载荷舱实现关闭，但事实上载荷舱在规定时序内并没有打开，可能是发射时高温导致了载荷舱的结构发生了变化，使得它没有如期打开和关闭。
“我觉得第四次肯定会解决这一个问题，如何让舱门按照预定时间顺利开合，这个难度实际上不是特别大。”杨峰表示。
前述龙雪丹等人文章还提到，星舰飞船的热防护方案仍待逐步优化，未来如何确保庞大数量的防热瓦的可靠性和工艺一致性是未来SpaceX需要攻克的难题之一。
对于星舰第四次试飞目标，格温透露，SpaceX会把重点放在重返大气层上，并确保星舰成功落在想要落的地方，可能不会部署卫星。她提到，星舰今年的目标是进入轨道、部署卫星并回收两级火箭。
杨峰也认为，还是要先完成星舰受控落在规定海域的目标。“我判断再有两三次试飞就能够实现受控落在海域，完成试飞后，星舰就能进入到商用状态，去发星链二代或者去做美国登月任务。”
对于从事跟火箭紧密关联的卫星研发的杨峰来说，他还对星舰的运力以及成本高度关注。“如果火箭运力和成本能大幅度优化，那对我们来说就会形成产业高质量发展的基础。”
目前，星舰有效载荷为100吨。而在此次发射前的演讲中，马斯克透露，SpaceX正在研发第三代星舰，预计高150米，单次有效载荷能够达到200吨以上。
马斯克曾表态，希望星舰研发总成本会控制在50亿-100亿美元之间。作为参考，SLS（NASA的空间发射系统）研发到首飞花了200亿美元，SpaceX在总体成本上得到一定控制。
杨峰介绍称，目前星舰单次试飞成本约在9000万美元上下，按SpaceX规划，星舰经过高频率重复使用后，单次发射成本有望低于1000万美元，甚至仅需约200万美元。
“未来对应其200吨的低轨道运载能力，那么每公斤有效载荷发射入轨成本不到10美元，这将彻底改变航天产业。”杨峰表示，未来星舰会像飞机一样只用加油就行，成本会促进降低，虽然还没做到，但看到了巨大的希望。
杨峰认为，SpaceX形成了集卫星研制、火箭发射、地面站建造和卫星运维于一体的产业链，避免了庞大的供应链、传统的设计、叠加的外包订单等高成本环节，通过开展拼车业务持续降低单次发射成本。
同时，SpaceX重视产品自主研发能力，致力于攻克多项创新技术，如星链平板可折叠、星舰发射塔捕获臂回收系统、在轨燃料转移等，实现火箭的快速复用，都推动着成本的降低。
作为人类有史以来地表最强火箭，SpaceX星舰承载着马斯克的人类移民火星的重大愿景。根据马斯克的计划，到2050年将有100万人登上火星。这要求星舰必须验证可靠性，以及保证成本的持续优化。
随着SpaceX加快试飞进程，且取得重要突破，星舰载人登月再登火星的目标似乎不再遥不可及。“快速迭代的开发方法是SpaceX所有重大创新进步的基础，包括猎鹰火箭、龙飞船和星链。”
“迭代式进步至关重要，因为我们正在努力建立完全可重复使用的运输系统，能将人和货物运送到地球轨道，帮助人类返回月球，并最终前往火星及更远的地方。”SpaceX在第三次试飞说明中强调。
杨峰认为，SpaceX采用了原来火箭产业没有用过的方式和创新的设计、理念和供应链来实现火箭的设计。“全世界的其它火箭是设计好之后，在地面做非常充分的测试，做完之后争取一发即成，但马斯克放弃了这种思路。”
“它是用天上的失败反复试错，来挑战新技术、新创新，保证试飞时足够的创新，以及转入商用业务后足够的成熟、可靠。这是完全不一样的思路和理念，时间才是它最大的成本。”杨峰表示。
他认为，SpaceX在技术上注重成熟性、通用性、创新性等，在设计之初就最大限度地考虑了部组件的重复使用，避免重复投入，通过应用成熟的通用技术，实现成本控制，同时持续推进技术创新，并与NASA等政府机构构建紧密的合作关系。
“SpaceX的技术创新理念，很值得中国商业航天学习。”杨峰认为，中国商业航天跟美国发展模式不同，不像美国一样仅有Space X一家独大，而且发展较晚。
杨峰建议，国内从业者要加强科学技术创新、上下游协同合作、多渠道融资体系等建设。“我们的优势就是企业多，万紫千红才是春，我相信我们一能够追上。”