首飞失败后“星舰”将再次发射 马斯克这一次会成功吗？

据财联社11月14日消息，SpaceX创始人马斯克在社交平台X上发文表示，SpaceX的“星舰”（Starship）应该能在周五发射前及时获批。太空探索技术公司11月10日晚在社交平台X（原推特）上曾表示：“‘星舰’准备最早于11月17日发射，正在等待监管部门的最终批准。”

美国太空探索技术公司（SpaceX）此前曾于4月进行试射，但以一场爆炸告终。而这一次，马斯克是否会成功？

“星舰”到底是什么？

“星舰”是由马斯克的SpaceX公司研发的重型可重复使用的火箭系统，这个系统由一级助推器“超重”（Superheavy）和顶端的“星舰”(Starship)组成。这个系统总高达120米，可以运送货物或者宇航员至地球轨道、月球、火星甚至更远的太空，而它的载重能力预计可达100吨。

“超重”助推器能够在全力加速时产生1600万磅的推力，远远超过将“阿波罗”宇航员送上月球的“土星”五号。

据了解，如果星舰能够正式服役，那它将是人类历史上最大、最强的运载火箭，而且与以往的重型火箭不一样的是：它可以被重复使用，大大降低了成本。

“星舰”不仅是整个火箭系统的名字，顶端飞船造型的这部分也叫做“星舰”，它的高度达50米，搭配3台海面版猛禽（Raptor）发动机和3台真空版猛禽发动机。它将有能力将超100吨载荷送入LEO（近地球轨道）。星舰上面级将有在轨加注的能力，使得它能带着载荷前往深空。星舰将会与储罐版星舰对接来补充燃料。

“星舰”拥有不少原型机，“星舰”拥有不少原型机，包括Starhopper，SN5，SN6，SN8，SN9，SN10，SN11等，其中数台原型机在测试当中直接爆炸。这次测试的“星舰”编号为SN24。“星舰”被誉为目前SpaceX正在使用的“猎鹰9”火箭的继承者。

马斯克的“火星梦”，将由这台系统承载。

“星舰”首飞爆炸，原因是什么？

北京时间4月20日21时许，美国SpaceX公司研制的新型运载火箭“星舰”在美国得克萨斯州博卡奇卡的自建发射场点火起飞。火箭升空后即发现一级有多台发动机工作不正常，升空2分30秒后火箭姿态失稳并开始旋转，最终解体爆炸，发射宣告失败。

“星舰”首飞失败的原因到底是什么？对于首飞失败的具体原因，目前比较主流的观点有两个，一个是发射台“背锅”说，另一个是多发并联“魔咒”说。

一次火箭的发射失败，发射台有什么错呢？因为“星舰”的首飞发射台十分特别，SpaceX没有建造带有导流槽或火焰偏折器的发射台，而这是其他重型火箭发射台都具有的共同设计特征。这些结构可以将爆炸能量和灼热的发动机废气从发射场周围的敏感设备中引开，降低损坏的风险。同时也会设置大规模的喷水装置，水的蒸发会降低发射台受到的灼烧，同时减少火箭和其他敏感设备遭到声学破坏的可能。

正是由于缺少了这些设施，“星舰”史无前例的6000多吨推力在发射场上引发了一阵碎片雨，发射台下被强大的发动机喷流吹出了一个大坑，甚至露出了发射台的钢筋和混凝土地基。被喷飞的大量碎块四散飞溅，最远甚至落入了发射台东侧的海面，也砸坏了各路记者设置在发射台附近的汽车和相机等设备。发射台上也没有喷水降噪系统，包括SpaceX在佛罗里达州和加利福尼亚州的“猎鹰”9号发射台，都使用了喷水系统，然而在此次“星舰”首飞中，这些系统一概欠奉。

所以网友高度怀疑正是喷出的大量碎片破坏了火箭的部分发动机或者管路，从而导致“星舰”起飞就有发动机失效，再加上声学破坏的连锁反应和叠加，最终导致发射失败。事实上，这种疑虑并非全无根据。“星舰”在前期地面点火试验中，就曾出现过被喷流吹起的碎片损坏火箭的情况。2021年初，一次“星舰”静态点火测试时候，巨大的发动机尾流直接喷向底板，底板破碎后吹起的碎片恰巧切断了火箭底部的电缆管路，该事故导致火箭贮箱无法泄压，险些导致“箭炸台平”的惨痛结果。

第二个主要原因是著名的多发并联“魔咒”，一般认为超过20台火箭发动机并联是很难确保整箭发射的可靠性的。其典型案例就是苏联时期四射四炸的N-1登月火箭，该火箭一级安装有30台NK-15发动机。N-1在1969年至1972年间从哈萨克斯坦进行的四次试飞中均未能成功入轨，虽然和发动机可靠性直接相关的失败只有前两次发射，但超过20台发动机并联自此一直是火箭设计上的“禁忌”，直到3芯并联的重型“猎鹰”火箭成功首飞，但重型“猎鹰”实际上不同于N-1，其是三枚“猎鹰”9一级采用“通用芯级”的思路并联而成，并不是单芯级内塞入20台以上发动机。

而“星舰”的一级密密麻麻地安装了33台猛禽发动机，数量超过了苏联的N-1火箭，是目前人类并联发动机数量最多的火箭。发动机并联并非简单的“推力不够数量凑”，因为并联数的上升会带来振动、结构、散热、可靠性等一系列问题，因此一般火箭都避免并联如此多的发动机，而“星舰”冒险如此设计就必须迎难而上。因此此次的发射失败，可能又是一次多发并联“魔咒”的应验。虽然结果尚未公布，但是起飞时就有多台发动机不正常，可能是“猛禽”发动机自身可靠性不佳导致的连锁反应，最终致使发射失败。虽然“星舰”设计上允许一定数量发动机失效，而根据相关论文（《运载火箭动力冗余技术》作者：张智、容易等）显示，动力冗余可以有效提高整箭可靠性，但这是建立在发动机自身单机高可靠性的前提下。而“猛禽”推力室压力高达30Mpa，失效爆炸威力不小，飞溅的碎片难免会破坏临近发动机和设备，从而导致连锁反应。

目前来看，“猛禽”发动机的可靠性确实有待改进，相对于成熟的“梅林”1D发动机，“猛禽”近期在试车台上还在不断出问题。总的来讲，马斯克本人对试射显然并不满意，从直播状态来看，事故后表情一直凝重，推特发言也不见往日试飞失败后的轻松和戏谑，只是说了个很官方的表态。

马斯克打造星舰系统的目的是啥？

太空探索还正在为美国国家航空航天局（NASA）的月球计划“阿尔忒弥斯（Artemis）”开发一种飞行器版本。太空探索已经获得了NASA一项价值29亿美元的合同，计划在2024年进行首次载人飞行任务，将宇航员送往月球表面。

Space X投资人张璐曾对记者表示：“马斯克的目标是要建立一个月球基地，火星基地还需要经过很多年的准备。”

NASA与太空探索共同开发的太空舱Crew Dragon Capsule计划，是NASA历史上首次与商业航天公司开发的航天器。截至目前，NASA已经向太空探索提供了多达31亿美元资金，用于航天器的开发以及系统研发。

根据合同，在未来几年内，星际飞船将帮助NASA将宇航员从环绕月球运行的太空站运送到月球表面，这也将成为20世纪中期阿波罗计划以来人类首次重返月球。

马斯克说道：“我认为这是完全有可能的。自人类最后一次登上月球已经历了半个世纪了，这实在太漫长了，我们需要回到那里，并在月球上有一个永久性的基地，接着我们要在火星上建立一座城市，成就宇宙文明。”

马斯克的终极目标是让人类成为跨星际物种，并在火星上建立永久的栖息地。“我们不想成为单行星物种，我们希望成为跨星际的物种。”马斯克曾在4月23日的载人商业发射启动仪式上表示。

他对于2026年人类登陆火星保持“高度信心”。这一预测比NASA计划将宇航员登上红色星球的时间表要早了七年。NASA预计于2033年将人类首次送往火星。“当然这不是一个硬性的时间表，因为还需要仰赖大量的新技术。”马斯克表示。

火星殖民计划是在未来几十年送大约100万人上火星，在火星上建造一座自给自足的城市。而运输工具就是“星舰”，他希望建造1000枚以上的“星舰”运送生命到火星。SpaceX完全可重复使用运输系统“星舰”是马斯克火星梦的基石，马斯克曾形容这是“非常现代的诺亚方舟”。

马斯克预计，到2026年之后，人类的火星旅行预计每两年就会开展一次。按照计划，Space X还将在两年内发射一项不载人的星际航天任务。

马斯克这一次能成功吗？

“通过这样的测试，成功来自于我们所学到的东西，今天的测试将帮助我们提高 ‘星舰’的可靠性，因为SpaceX寻求让生命多行星化。”在“星舰”首飞爆炸后，SpaceX在推特上祝贺团队，并表示团队将继续审查数据并为致力于下一次飞行测试。

近年来，一系列“星舰”原型机一边爆炸，一边继续“横空出世”。轨道级试飞前，“星舰”经历了多代技术迭代。

2019年11月，在得克萨斯州进行的低温压力测试中，“星舰”原型机MK1发生爆裂，喷发出大量白色烟雾，一些固体硬件四处飞射。2020年2月，“星舰”第二艘原型机SN1也在低温贮箱试验中被摧毁。巨大的压力将SN1截断，变形的不锈钢“筒仓”向上弹射以后砸地。2020年4月，“星舰”原型机SN3在博卡奇卡的测试基地进行低温贮箱试验。在加注低温推进剂后，SN3先是出现褶皱，然后自行垮塌。

SN4是首个通过低温测试并执行静态点火的全尺寸原型机，但在第五次静态点火中发动机关闭不久后爆炸了。2020年8月，“星舰”原型机SN5在博卡奇卡测试基地完成150米跳跃，试飞时间持续约1分钟。2020年9月，“星舰”原型机SN6再次成功试飞150米。

两年前，SpaceX开始执行一系列高空试飞，但大多遭遇失败。“星舰”原型SN8、SN9、SN10和SN11分别在2020年12月、2021年2月、2021年3月初和2021年3月末开展高空测试飞行，都没有逃过爆炸的命运。其中，SN8和SN9都在着陆时爆炸，SN10升空后安全着陆，但在着陆8分钟后爆炸。SN11着陆时碎片散落在测试场地周围，马斯克当时承认火箭被毁。

2021年5月，“星舰”原型第五次高空试飞，SN15从博卡奇卡基地起飞，飞到大约10公里的高度后下降，切断发动机向地面俯冲，然后重新点火，及时竖直翻转，起飞约6分钟后软着陆在着陆台上。马斯克随即在社交媒体上公布，“ ‘星舰’顺利着陆！”那次着陆后，SN15底部有些火焰，不过遥控灭火系统几分钟内将它扑灭了。

自那之后，“星舰”再也没有飞行过。

近年来，一路试错一路更新，将马斯克用互联网思维造火箭的想法发挥到极致。4月20日，在“星舰”首飞发射前，SpaceX曾在推特上表示，“通过这样的测试，衡量成功的标准是我们能学到多少东西，这将为SpaceX快速推进 ‘星舰’的开发提供信息，并提高未来成功的概率。”

而马斯克也曾表示，“只要发射上天且不砸坏地面发射台就算成功”，并说过“第一次发射入轨概率只有50%，但年底就能提高到80%”，因此这就是“成功”。

马斯克表示，在 4 月首次试射失败后，SpaceX 已对 " 星舰 " 实行了 " 远超 1000 处调整 "。他指出，SpaceX 已改变飞行器通往轨道的运作方式，再次尝试试射的成功机会大增，" 也许是 60%，取决于我们在级间分离方面做得如何 "。此外，市场消息称，马斯克透露，今年对 " 星舰 " 项目的投资额可能接近 30 亿美元。

马斯克在10月初一次会议上表示，自从在博卡奇卡进行首次试射以来，“星舰”的分离系统已经进行彻底检修，他还说，测试这个新系统将是“此次飞行中最危险的部分”。

“我确实希望不要把期望定得太高。”马斯克表示，此次飞行计划将与4月份的飞行计划相似。根据马斯克的说法，分离后，“星舰”将继续飞行到“略低于轨道”的高度，完成绕地近一圈的飞行，然后坠入夏威夷附近的太平洋海域。

“星舰”的未来道阻且长，那么，这一次马斯克是否会成功？我们拭目以待。

综合来源：财联社、澎湃新闻、中国新闻网、第一财经、参考消息、扬子晚报、界面新闻、上观新闻