星艦發(fā)射不是推巨石上山
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- 發(fā)布時間:2023-08-11 14:31
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當(dāng)?shù)貢r間2023年4月20日,SpaceX公司的星艦(星際飛船)在美國得克薩斯州的星際基地發(fā)射。
發(fā)射后,火箭的最高時速一度達(dá)到2 0 0 0千米。不過,在離開發(fā)射臺3分4 8秒后,星艦未能成功分離一級助推器,在3.8萬米的高空,火箭開始旋轉(zhuǎn)下墜并爆炸。
星艦發(fā)射失敗了,發(fā)射場內(nèi)的工作人員應(yīng)該特別沮喪,但事實(shí)上,目睹星艦爆炸后,發(fā)射場內(nèi)的所有員工卻在歡呼。星艦發(fā)射失敗,旁觀者的反應(yīng)顯然與發(fā)射現(xiàn)場不同。有人嘲諷,這是用3 0億美元放了一個煙花,是S p a c e X公司創(chuàng)始人馬斯克向投資者畫出的又一張“太空大餅”。但是,也有支持者認(rèn)為,星艦是人類探索太空的希望。
S p a c e X公司的員工和馬斯克在對待失敗上有自己的態(tài)度。這種態(tài)度與古希臘神話中的西西弗斯有相似之處:不在乎失敗,只在乎實(shí)干的過程。西西弗斯觸怒了諸位天神,受到處罰,每天將一塊巨石推上山頂,每次到達(dá)山頂后,巨石又會滾下山。因此,西西弗斯是在做“永無盡頭而又徒勞無功的任務(wù)”。不過,星艦發(fā)射不是推巨石上山,馬斯克也不是西西弗斯。S p a c e X公司經(jīng)歷過多次發(fā)射任務(wù)失敗,但每一次發(fā)射都是一次提升技術(shù)能力的試驗(yàn),是邁向成功的一個臺階。星艦的總高度約為1 2 0米,由底部高7 0米、配備3 3臺“猛禽”發(fā)動機(jī)的超重型推進(jìn)器(一級火箭)和頂部高5 0米、可重復(fù)利用的飛船船艙(二級火箭)組成。超重型推進(jìn)器可加注推進(jìn)劑3400噸,推力可達(dá)7590噸,是人類用于登月的土星Ⅴ號火箭的起飛推力的兩倍多。頂部也稱星艦飛船,可加注推進(jìn)劑1 2 0 0噸,推力可達(dá)1 5 0 0噸。
從推力和噸位看,星艦是一種可以將航天員和貨物運(yùn)送到地球軌道及月球、火星等星球的可重復(fù)使用的運(yùn)輸系統(tǒng)。在完全回收狀態(tài)下,其近地軌道運(yùn)力不低于1 0 0噸。這也意味著,星艦?zāi)芤淮芜\(yùn)送數(shù)百人到達(dá)地外空間和其他星球。如果星艦發(fā)射成功,將具有重大的現(xiàn)實(shí)意義,而非只是嘗試著將人類送上火星,建立外星殖民地,為人類社會的崩潰備份,讓人類變成多星球物種。
遺憾的是,此次星艦發(fā)射還是“失敗”了。從2 0 2 0年2月星艦的原型SN1在一次液氮壓力測試中發(fā)生爆炸到這次星艦的空中爆炸,S p a c e X公司已經(jīng)經(jīng)歷了6次發(fā)射失敗。但是,每一次失敗都伴隨著收獲,研發(fā)團(tuán)隊不斷取得技術(shù)上的新進(jìn)展。比如,2 0 2 0年1 2月9日的第三次測試,星艦SN8挑戰(zhàn)1 2.5千米高空試飛,撞地爆炸。馬斯克稱:“我們已經(jīng)拿到所有所需的數(shù)據(jù),恭喜S p a c e X團(tuán)隊!”此次星艦發(fā)射雖然以爆炸告終,馬斯克同樣給予了肯定和贊許。
在S p a c e X團(tuán)隊看來,只要星艦干凈利落地離開發(fā)射平臺,任何結(jié)果都標(biāo)志著成功。星艦項(xiàng)目風(fēng)險大,不斷有原型機(jī)爆炸,失敗已經(jīng)成為一種常態(tài)。
為何S p a c e X團(tuán)隊屢戰(zhàn)屢敗,還要屢敗屢戰(zhàn)呢?因?yàn)樾桥灢恢皇俏磥砗教旒夹g(shù)的至高點(diǎn),也是未來人類社會可以多方面、多領(lǐng)域利用的科技力量,正如今天的互聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)。
如果星艦發(fā)射最終獲得成功,它將成為一個真正的超級地空運(yùn)載器,可以直接把重量相當(dāng)于一個小型空間站的物資投送到太空,而不必多次運(yùn)載貨物到空間站。更重要的是,星艦可重復(fù)使用,若將來一級火箭和二級火箭都能回收并重復(fù)使用,將大大降低成本。未來,利用星艦運(yùn)送貨物,就像將銅線網(wǎng)絡(luò)升級為全光纖網(wǎng)絡(luò),將從介質(zhì)上解決宇宙空間運(yùn)載量受限的問題。
根據(jù)S p a c e X公司的預(yù)測,未來星艦的超重推進(jìn)器(一級火箭)可重復(fù)使用1 0 0 0次,星艦飛船(二級火箭)也可以重復(fù)使用1 0 0次;一艘星艦單日最多可以發(fā)射3次,單次發(fā)射成本會降到2 0 0萬美元,甚至最低可降至1 0 0萬美元。這相當(dāng)于把1千克物品送上太空只需要幾十美元,把1個人送上太空只需要數(shù)千美元,與現(xiàn)在的國際民航航班票價相差不大。
火箭的重復(fù)使用試驗(yàn)在早期曾受到不少嘲諷,人們懷疑馬斯克是像西西弗斯一樣做無用功。馬斯克在2 0 1 3年的一次訪談中公開表達(dá)了火箭回收并重復(fù)使用的技術(shù)設(shè)想,當(dāng)時迎來的有掌聲,但更多的是譏笑和不屑。此前的世界航空航天實(shí)踐似乎已經(jīng)證明,航天器重復(fù)使用是癡人說夢,如果要試驗(yàn),就會像西西弗斯一樣,永遠(yuǎn)徒勞無功。然而,在經(jīng)歷了無數(shù)次失敗后,2 0 1 6年,獵鷹9號火箭回收成功。2 0 2 3年2月2 8日,星鏈二代衛(wèi)星首次發(fā)射取得成功,也正是在此次發(fā)射中,S p a c e X公司完成了第1 0 0次一級火箭的回收。
盡管此次星艦發(fā)射失敗了,但其順利升空并通過M a x-Q點(diǎn),即最大動壓點(diǎn)(火箭所受氣動阻力最大的時刻),證明第一級超重基本設(shè)計具有可行性,也為星艦的回收及重復(fù)使用奠定了基礎(chǔ)。因此,星艦發(fā)射成功只是時間問題。
真正讓人持有懷疑的是馬斯克的火星移民計劃—人類到達(dá)火星后將如何生存?前不久,微軟公司創(chuàng)始人比爾·蓋茨在采訪中稱:“去火星耗資巨大,你可以買麻疹疫苗來挽救生命,每花1 0 0 0美元就能救一個人……去火星并不是一個合算的、拯救生命的辦法,別去火星……”從比爾·蓋茨的角度看,如果馬斯克一直堅持進(jìn)行移民火星的試驗(yàn),就極有可能成為現(xiàn)代的西西弗斯?;鹦巧嫌芯蘖枯椛洌ㄖ饕倾y河系宇宙線);火星缺乏磁場(磁場為地球提供了另一個保護(hù)層);火星的大氣只有地球大氣厚度的1%;火星上沒有水,無法生產(chǎn)糧食……目前,人類根本無法在火星上生存。
以現(xiàn)有條件看,移民火星恐怕是一次有去無回的單程旅行。不過,如果未來馬斯克及S p a c e X公司能在火星上創(chuàng)造出與地球類似的適宜人類生存的環(huán)境,移民火星計劃就不會是無用功。
【責(zé)任編輯】張小萌
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