马斯克,成了

钛度号
人类从未停止脚步。

文|华商韬略

“星舰准备发射!”

“火箭发动机点火只要0.1秒。”

去年4月6日开始,作为无所不在的临时公关,马斯克开始频频在推特上为自己即将举行的创举努力打Call。

拥有超亿粉丝的他 ,要让一个摩天大楼大小的“铁皮桶”飞向宇宙的更尽头,要让人类可以带着电脑冰箱和换洗袜子跟着它旅行,甚至定居火星。

这个“铁皮桶”,就是马斯克旗下SpaceX的星际火箭“星舰”。 它皮实耐用、便宜,用完后还能自己返航。在马斯克的设想里,它将在某一天,变身为朴实无华的宇宙交通工具。

北京时间2024年6月6日晚,经历三次失败的悬念和铺垫之后,星舰的第四次试飞终于成功实现海上软着陆,人类离定居火星又近了一步。

巨兽出没

“我个人迈出一小步,人类迈出一大步”。

2023年4月,54年前阿姆斯特朗登月的回声,开始了它的火星版重演。

美国德克萨斯州南部博卡奇卡的星舰基地,火箭巨兽“星舰”矗立在发射塔上,等待美国联邦航空管理局(FAA)下达环境许可的最后一道批文。

但原计划4月10日的首飞,先是因为批文推迟到17日,然后又因为在发射的最后准备时间,气动阀冻住无法工作,提前开启的全球直播被迫中止,直到 4月20日美国中部时间21点35分,它才万事俱备,只欠一声令下。

“星舰”的主人,SpaceX创始人、CEO埃隆·马斯克和工程师们坐在发射台的任务控制中心,监控燃料系统和各部件的状态,做项目清单的最后检查,通过耳机和话筒完成确认。

10、9、8……0,在倒计时的呼喊中,哥斯拉般的巨型发射架松开爪子,星舰底部燃起熊熊火焰,在巨大的白色烟雾中离开地面,飞向苍穹。

作为SpaceX的“新一代太空运载系统”的核心承载体,“星舰”的使命是,抵达月球轨道,最终载人、载物到达火星,建设火星城市。

这是一头真正的“巨兽”,它 总长约120米,直径约9米,由两部分组成,第一级是长约70米的“超级重型”助推器,第二级才是“星舰”飞船。

美国宇航局局长纳尔逊曾炫耀,该局的“太空发射系统”(SLS)是世界上最强大的火箭。SLS高98米,超过了纽约自由女神像, 但在相当于一栋单层面积64平米的40层摩天大楼星舰面前,SLS不好意思再说自己强大了。

相比人类已发射的最大火箭土星五号,星舰高出3层楼;相比中国最大火箭长征五号,星舰是它的2倍高;如果横放在客机巨无霸A380旁边,星舰多出一架客机波音737的长度。

巨大的体积,带来了巨大的重量。 注满燃料后,其总重量超过5200吨。

把这样一个庞然巨物送上36万公里外的,是39台燃烧液氧甲烷的猛禽-2发动机。

“猛禽”发动机分地面型和真空型两种,前者高3.1米,喷管出口直径1.3米,内部可供三位工程师同时作业;而真空型的体积则是地面型的4倍多。

二级的星际飞船,安装了3台地面型和3台真空型发动机,干“苦活”的超重助推器则安装有33台地面型发动机。

它们并列排布,如同一个巨大的钢铁蜂巢,起飞时产生高达7590吨推力。

凭借如此推力,星舰成为了有史以来最强大的运载火箭。根据SpaceX官网介绍,该型火箭除了可以把100-150吨货物送上近地轨道,还可以执行载人登陆月球、火星等任务。

相比之下,美国宇航局2022年11月发射的SLS,只有95吨的近地轨道负载能力。

更重要的是,SLS在把有效载荷送入轨道后将坠毁于大海,无法再利用。而星际飞船却可回收,能重复使用!

如果不考虑重复使用的消耗性发射,其最大载荷更可以达到250吨。

美国三位天文学家和物理学家因此发表文章,盛赞马斯克的大玩具:

“太空天体物理学任务一直受到发射器能力的严格限制,己经长达20年都没有发生实质性变化……如果星际飞船发射成功了,它将极大增强我们的太空能力,从质的角度改变天体物理学任务的构建方式。”

拨动宇宙游戏的天平

让马斯克“手眼通天”的星舰,是那么强大,又是那么平民。

早前的一张SpaceX火箭制造现场图片显示,工人们正焊接着不锈钢板,几个铁皮桶形状的箭体竖立地面,场地另一侧还暴露着大片泥土。

其朴实无华,甚至让人分不清,这到底是建筑工地,还是火箭发射场?

网上还曾流传一条视频,有一个姑娘,骑着马,若无其事地经过星舰的发射场。 整个发射场,没有园区,没有铁丝网,甚至连个栅栏也没有。

马斯克追求的,就是这样既强大、又平民的效果。

航天是个烧钱的游戏,比如美国宇航局的SLS火箭,即使对于马斯克这样的超级富豪,也实在是太贵了。

该项目自2006年启动以来,其开发成本已达500亿美元,最初计划在2016年的发射,也足足推迟了6年,才在2022年完成首次试飞。

SLS的每次发射成本也超过40亿美元,而且每次发射都要重新建造一枚火箭,马斯克如今2500多亿美元的身价计,也只够宇航局折腾60来下。

马斯克盯上火星后,首先就对这个状况不满意。

2016年9月,他在墨西哥举办的宇航大会上公布了“火星登陆计划”,预计通过飞船把人类送上火星。

几天后,他又宣布了星际运输系统的概念,并在2017年公布其修正版,即大猎鹰火箭,这正是“星舰”的前身。

让马斯克敢于撂下豪言的,是一个大胆的思路:过去50年里,太空产业没有真正进步,每一枚火箭都造得像法拉利一样又贵又好,但有时候便宜一点的本田雅阁就能搞定。

于是,朴实无华的不锈钢替代了碳纤维,不仅耐高温而且便宜,成本只有碳纤维的1/300。

早年的火箭都是横着造的,马斯克的猎鹰9号也是如此。但他在实践中很快有了新想法:火箭发射都是直的,整个流程也是直的,我们为什么要费力不讨好地横着造火箭。

“不要把地心引力当作敌人,去利用它!”

这让星舰建造变成了搭积木——一层层往上搭的方式,不但更高效,而且还解决了火箭结构因为地心引力而变形的问题。

通过这种不断颠覆的创新,马斯克最终改变了航天业的“高精尖”和“一次性”,让航天器可以快速升级和重复利用,成本因此大大降低,效率因此大大提升: 2022年SpaceX星舰简报会曾计划,未来每三天生产一艘星舰。

这个计划虽然过于乐观,但实际结果仍然不差。最重要的猛禽-2发动机从2021年末开始不到一年便产出200台,足够供应5枚星舰。

目前,还无法对星际飞船的成本进行准确估计,但马斯克此前曾表示,在未来几年时间内,它的每次发射成本可能会低于1000万美元。

更重要的是,和SpaceX过去的猎鹰9号相比,星舰可以把太空运输的成本降到更低。

在猎鹰9号之前,人类送一公斤货物上太空,大概需要2万美元左右,猎鹰9号把成本降到了2000美元。星舰则更胜一筹,如果它成功,最终的理想情况可能是每公斤100美元!

哈佛商学院太空经济教员布伦丹·罗索因此评论道:

“它可能会从根本上改变太空经济,以及我们可以在太空中放置多少东西,以及为什么要这么放置。”

这样的效率,会让火箭基地变身为一个工厂流水线,让佛罗里达和德克萨斯的两大发射基地,成为通往太空的民用机场,人们甚至可以来场说走就走的太空旅行,或办一张火星移民签证,幸运拿到绿卡,然后在火星城市找份工作……

这样的结果,也正是马斯克努力的目标:火箭应该像飞机旅游一样频繁,成为每个人生活中的一部分。

目前,星舰系统拥有多个版本的设计方案,包括测试版、登月版、环月旅行版、货运版等。在登月版方案中,包含了一个1000立方米的超级客舱:按SpaceX前高管Lewis Hong的比喻,大到能把整个埃菲尔铁塔全部拆开,然后整个运上太空。

睡眠舱、餐厅、健身房、会议室和储藏室一应俱全,只能容纳几个人的狭窄太空舱已经成为历史。

这意味着,真正的载人商业航天时代,可能由马斯克开启。

2021年,维珍银河创始人布兰森乘坐团结号飞到86公里高空,将亚太空旅行的票价卖到了45万美元;

蓝色起源CEO杰夫·贝索斯乘坐“新谢泼德号”火箭越过卡门线到达106公里太空,同行座位卖到了2800万美元(折合人民币1.8亿元);

马斯克也将一名前宇航员和3名普通“太空旅客”送到575公里的宇宙深处,绕地球飞行了3天,并分别收取了三位富豪5500万美元(约合人民币3.5亿元)。

一旦星舰真正投入使用,过去的亚太空旅行将升级为豪华版的宇宙深空旅行,SpaceX将会把所有官方与民间的同道甩在身后。

在过去的22年里,SpaceX公司从猎鹰1号火箭发射屡试屡败的初创公司,到猎鹰9号时,已是全球发射火箭频次最高的航天大鳄,火箭发射入轨重量占到全球半数。

2022年,猎鹰9号火箭发射了61次,星舰如能在未来10年达到同等发射量,那么每年单星舰的入轨重量就能达到6100吨,是2022年全球航空入轨总重量的六倍。

届时,SpaceX在世界航天业的地位将从“首屈一指”变为“唯我独尊”,而马斯克将拥有制定航天游戏规则的权力,将越来越多的商业航天公司挡在门外。

SpaceX的另一重要业务“星链”,则已经证实了这种可能。自2018年马斯克用猎鹰火箭将通信卫星陆续送入近地轨道,并逐渐形成了一张覆盖地球的通信网——“星链”项目。截至2024年4月2日,其星链卫星已发射6122颗,占全球绕地球运行的卫星的60%。

未来,星舰指数级增长的运力将加快星链的铺设,星链的收入也将反哺星舰开发宇宙深空,并为火星城提供通信基础设施。

这样的能力,让美国官方也坐不住了。早在 2021年4月17日,美国宇航局便宣布,SpaceX成为美国“阿尔忒弥斯”登月计划“载人登陆系统”(即载人登月舱)的唯一承包商。

成为唯一的最重要甚至唯一原因,也正是它无以伦比的经济性。

全世界为他让路

美东时间2023年4月20日,星舰的首次发射以失败告终。

虽然在此之前的一年里,它已经多次点火测试,努力 确保这次飞行万无一失,全球宇航爱好者也都睁大着眼睛等待着它的成功,但它还是失败了。

而这样的失败,对马斯克和SpaceX,已是家常便饭了。

2006年,星舰的前前前身猎鹰1号第一次发射失败,之后又接连失败两次。那是马斯克的至暗时刻,4年的发射已将他的1亿多美金耗尽,如果第四次还不成功,他将一无所有。

幸运的是,2008年的第四次发射成功了,马斯克在绝望中等来了NASA(美国国家航空航天局)的合同订单,也让他痛哭流涕。

无数次发射、失败、再发射后,猎鹰进化到9号,SpaceX开始尝试对火箭进行回收,然后又是一连串的失败:

2018年实验14次,失败2次;

2019年实验16次,失败1次;

2020年实验25次,失败2次;

2021年实验31次,失败1次。

然后,2022年,猎鹰9号试验回收60次,失败0次——从此成为了一枚可回收的商业火箭。

再然后,马斯克又嫌猎鹰9号小了,要更巨型的火箭,于是有星舰,也有了重新开始的一连串失败。

2020年2月,飞船原型SN1在液氮压力测试中爆炸;12月,进化到SN8的飞船挑战12.5千米高空试飞时燃料罐爆炸;

2021年3月,进化到SN10的飞船高空试飞第三次爆炸;星际飞船从SN1号原型机一路炸到SN11号机。

但这次次爆炸后,却很难观察到马斯克是否沮丧。他甚至还在一次爆炸后立即发布推文:

“我们已经拿到所有所需数据,恭喜SpaceX团队!”

2021年,当SN20飞船和Booster4火箭合体时,马斯克兴奋地开启星舰整体试飞计划,却等不来FAA的环境批文——他们担心发射会给德克萨斯州博卡奇卡发射基地周边环境带来影响,于是,马斯克在佛罗里达州肯尼迪航天中心开始建设第二生产和发射基地。

2022年,首飞火箭再次迭代为“SN24+Booster7”,成为了今天的最新一代星舰。

然后是2023年4月20日9点27分,在完成燃料系统和各部件状态的监控、项目清单的最后检查后,星舰进入了5分钟的发射倒计时,发射场内,响起了所有员工的鼓掌欢呼。

9时33分许,倒计时进入了最后40秒,人群继续爆发出持续的欢呼和掌声,随着厚重的烟雾与火焰,星舰拔地而起,发射成功。

发射后,火箭看起来一切正常,它的最高时速一度达到2000公里。

但在发射后3分48秒左右,异常出现了,应当分离的超重助推器,未能分离成功。 于是,在38000米的高空,火箭开始旋转下坠并最终爆炸。

20分钟后,马斯克缓过来了,他用大家熟悉的调调发了条推文:“祝贺SpaceX团队完成激动人心的星舰首飞测试,为几个月后的再次发射学到了很多。”他的推特首页公告,也随之改为了:“nothing”。

然后又是一次次的再试,再失败:

2023年11月,星舰第二次试射,火箭第一、二级成功分离,但飞船在到达目标高度前爆炸。

2024年3月,星舰第三次试射,发生火箭第一级“超级重型”助推器意外解体和“星舰”飞船失联事故。

终于,三个月后,2024年6月6日晚,星舰第4次飞行测试,其超重型助推器软着陆成功。马斯克发帖:

“SpaceX团队取得了史诗般的成就!!”

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