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星際飛船今晚首次軌道試飛
科技訊 北京時(shí)間4月17日消息，美國(guó)東部時(shí)間周一9點(diǎn)(北京時(shí)間周一21點(diǎn))，SpaceX的“星際飛船”將迎來(lái)它的首次軌道級(jí)試飛。這次發(fā)射任務(wù)至關(guān)重要，它不但關(guān)系到馬斯克的火星夢(mèng)，還會(huì)影響美國(guó)的重返月球計(jì)劃。
馬斯克有些迫不及待了。推特上，馬斯克已經(jīng)把它在2019年9月發(fā)布的一條推文置頂。這條推文圖文并茂，配圖是夜色中的星際飛船，文字則是“憤怒，對(duì)光明的消逝而憤怒”(Rage, rage against the dying of the light)。
馬斯克的置頂推文
這句話出自威爾士詩(shī)人狄蘭·托馬斯(Dylan Thomas)的最著名作品《不要溫和地走進(jìn)那個(gè)良夜》。在2014年的高分電影《星際穿越》中，布蘭德教授引用了這首詩(shī)，他在憤慨自然的殘酷，不希望人類屈服于命運(yùn)，要奮力抵抗，把人類這個(gè)物種延續(xù)下去。
《星際穿越》中的布蘭德教授
緊接著，馬斯克又在下面發(fā)布了一條預(yù)告推文，“明天(周一)試飛”。圖片顯示，星際飛船和超重型火箭已經(jīng)完全堆疊在一起。
馬斯克預(yù)告發(fā)射時(shí)間
世界最強(qiáng)火箭
美國(guó)宇航局(NASA)局長(zhǎng)比爾·納爾遜(Bill·Nelson)曾炫耀，該局的“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)是世界上最強(qiáng)大的火箭。SLS高322英尺(約合98米)，比紐約自由女神像還要高。
但是在星際飛船面前，SLS還是略遜一籌。星際飛船的高度達(dá)到近400英尺(約合122米)，第一級(jí)配備了驚人的33個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生的推力接近SLS的兩倍。而且，星際飛船是可回收火箭，能重復(fù)使用。相比之下，SLS在把有效載荷送入軌道后將在海外墜落，無(wú)法再利用。
星際飛船與SLS
根據(jù)SpaceX在2020年發(fā)布的一份用戶指南，在完全可重復(fù)使用的配置下，星際飛船將能夠?qū)⒊^(guò)100噸的貨物送到月球，并可以將更多貨物送到近地軌道。
相比之下，NASA的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前版本的SLS只能將27噸貨物送到月球上。即便是即將升級(jí)，它也只能將有效載荷重量增加到38噸。
美國(guó)三位天文學(xué)家和物理學(xué)家在《今日物理學(xué)》雜志上發(fā)表的一篇文章中預(yù)測(cè)說(shuō)：“如果星際飛船發(fā)射成功了，它將極大增強(qiáng)我們的太空能力，從質(zhì)的角度改變天體物理學(xué)任務(wù)的構(gòu)建方式。太空天體物理學(xué)任務(wù)一直受到發(fā)射器能力的嚴(yán)格限制，這在20年里沒(méi)有發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化?！?/p>
星際飛船與SLS的高度對(duì)比
美國(guó)國(guó)家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)院在去年的一份報(bào)告中稱，“星際飛船可以容納的有效載荷比傳統(tǒng)NASA行星任務(wù)載荷大得多、重得多，大大減少了傳統(tǒng)NASA有效載荷要花大價(jià)錢(qián)縮小尺寸和質(zhì)量的需求?！?/p>
“你的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，變得如此簡(jiǎn)單，”哈佛和史密森天體物理中心的高級(jí)天體物理學(xué)家馬丁·埃爾維斯(Martin Elvis)在接受采訪時(shí)說(shuō)，“這會(huì)節(jié)省大量成本。”
而且，星際飛船的發(fā)射成本還要比SLS便宜。目前還無(wú)法對(duì)星際飛船的成本進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，但馬斯克此前曾表示，在未來(lái)幾年時(shí)間內(nèi)，它的每次發(fā)射成本可能會(huì)低于1000萬(wàn)美元。
星際飛船
SpaceX致力于讓星際飛船實(shí)現(xiàn)完全可重復(fù)使用，這意味著它可能每年發(fā)射幾次?！八赡軙?huì)從根本上極大地改變太空經(jīng)濟(jì)，以及我們可以在太空中放置多少東西，以及為什么要這么放置?！惫鹕虒W(xué)院太空經(jīng)濟(jì)教員布倫丹·羅索(Brendan Rosseau)稱。
相比之下，NASA的SLS火箭對(duì)納稅人來(lái)說(shuō)成本高昂：自2006年該項(xiàng)目啟動(dòng)以來(lái)，它的開(kāi)發(fā)成本已達(dá)500億美元。這枚23層樓高的火箭最初計(jì)劃在2016年發(fā)射，但足足推遲了6年才在去年完成首次試飛。由于SLS的每次發(fā)射成本都超過(guò)40億美元，而且NASA每次發(fā)射都要重新建造一枚火箭，所以它在短期內(nèi)不會(huì)變得便宜。
所有這些都讓SLS難以抗衡星際飛船這枚閃閃發(fā)亮的新火箭。
美國(guó)登月利器
羅索表示，星際飛船周一的發(fā)射不僅是對(duì)該公司旗艦飛行器的一次試驗(yàn)，也是對(duì)NASA冒險(xiǎn)將商業(yè)公司納入其航天器開(kāi)發(fā)中心環(huán)節(jié)的一次關(guān)鍵考驗(yàn)。
與“阿波羅”登月任務(wù)不同，SLS不會(huì)把宇航員一路帶到月球上。宇航員將乘坐SLS頂部的“獵戶座”飛船到達(dá)月球軌道。與此同時(shí)，星際飛船將單獨(dú)發(fā)射，成為登月任務(wù)的月球著陸器。一旦任務(wù)完成，星際飛船將在返回地球的途中將宇航員帶回獵戶座飛船，之后宇航員將在月球軌道上放棄星際飛船。
星際飛船將承擔(dān)美國(guó)登月任務(wù)
這就意味著，NASA計(jì)劃讓SpaceX打造的星際飛船成為自1972年以來(lái)首次把人類送上月球的火箭?！叭绻闶荖ASA局長(zhǎng)納爾遜，你真的會(huì)密切關(guān)注星際飛船的此次試飛，因?yàn)樗F(xiàn)在是你基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵部分?！?羅索表示。
NASA對(duì)星際飛船的依賴顯而易見(jiàn)。據(jù)報(bào)道，納爾遜曾向SpaceX總裁格溫·肖特韋爾(Gwynne Shotwell)詢問(wèn)，馬斯克收購(gòu)?fù)铺厥欠駮?huì)影響SpaceX承擔(dān)的NASA任務(wù)。肖特韋爾向他保證，他“沒(méi)有什么可擔(dān)心的”。
美國(guó)登月宇航服
NASA對(duì)SpaceX的支持不會(huì)止步于執(zhí)行登月計(jì)劃的“阿爾忒彌斯3號(hào)”任務(wù)。該局已經(jīng)讓SpaceX為“阿爾忒彌斯4號(hào)”任務(wù)設(shè)計(jì)著陸器，將NASA的投資再增加12億美元，以便設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)讓火箭?？吭贜ASA計(jì)劃中的月球門(mén)戶(Gateway)上。
“我認(rèn)為，這表明NASA相信SpaceX有能力讓星際飛船在那之前投入正常使用。鑒于我們甚至還沒(méi)有對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行完整的軌道飛行測(cè)試，這顯然是相當(dāng)了不起的。”羅索稱。
爆炸陰影
不過(guò)，馬斯克上月在投行摩根士丹利舉行的一場(chǎng)會(huì)議上曾表示，星際飛船首飛的成功率為50%。換句話說(shuō)，失敗的可能性也達(dá)到50%。
“我不敢說(shuō)它能進(jìn)入軌道，但我保證它會(huì)令人興奮，”他說(shuō)，“不會(huì)無(wú)聊的?！?/p>
星際飛船原型爆炸引發(fā)的火球
在這之前，SpaceX曾對(duì)星際飛船(不包括超重型火箭)進(jìn)行了幾次小測(cè)試，讓它飛到大約6英里(約合10公里)高的空中，然后再返回地球。在這期間，星際飛船曾發(fā)生過(guò)幾次爆炸。
2020年8月，SpaceX發(fā)射SN8版本的原型星際飛船。在到達(dá)幾英里的高空后，星際飛船關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)，完成了“腹部朝下”的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，以水平姿態(tài)向地面墜落，但是它并未實(shí)現(xiàn)軟著陸，飛船墜毀，燃燒成了一個(gè)火球，火箭碎片散落在著陸點(diǎn)上。
此次失敗沒(méi)有造成人員受傷。馬斯克稱，這次試飛是一次“很棒的測(cè)試”。
馬斯克依舊認(rèn)為“試飛很棒”
2021年2月，SpaceX再次嘗試發(fā)射SN9原型飛船。這一次，飛船達(dá)到了6英里的高度，但是再次墜毀，燃燒成了一個(gè)火球。
當(dāng)時(shí)，SpaceX的首席集成工程師約翰·因斯普魯克(John Insprucker)認(rèn)為，這是一次不錯(cuò)的飛行。但他補(bǔ)充說(shuō)，“我們需要在著陸方面多花點(diǎn)功夫”。
2021年3月，SpaceX進(jìn)行第三次嘗試，發(fā)射了SN10原型飛船，原本以為成功了?！八自捳f(shuō)，事不過(guò)三。”因斯普魯克當(dāng)時(shí)表示，“一次漂亮的軟著陸?！?/p>
不過(guò)，飛船當(dāng)時(shí)仍在噴出縷縷煙霧，而且明顯傾斜。在著陸大約8分20秒后，飛船再次爆炸，并被彈回到空中，原因很可能是因?yàn)槿剂闲孤?/strong>
再次爆炸
幾周后，SpaceX依舊沒(méi)有碰到好運(yùn)氣。該公司在大霧中對(duì)SN11進(jìn)行發(fā)射測(cè)試，依舊發(fā)生爆炸，把殘骸留在了著陸場(chǎng)中。
這是SpaceX試飛的第四次失敗?！爸辽僮矒艨釉谡_的地方。”馬斯克當(dāng)時(shí)似乎在安慰自己。他后來(lái)說(shuō)，事故的原因是其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)上發(fā)生了小規(guī)模甲烷泄漏，他發(fā)誓問(wèn)題會(huì)得到解決。
2021年5月，SpaceX終于成功實(shí)現(xiàn)了SN15的回收，后者在著陸場(chǎng)輕輕地著陸。
終于成功
就在這次成功試飛的幾周前，NASA授予了SpaceX一份價(jià)值29億美元的合同，使用星際飛船將宇航員送上月球。這為周一的SpaceX首次全堆疊(加入超重型火箭)試飛鋪平了道路。(作者/簫雨)
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