点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:马斯克的星舰首飞,到底是成功了还是失败了?
首页> 光明科普云> 图文 > 正文

马斯克的星舰首飞,到底是成功了还是失败了?

来源:蝌蚪五线谱2023-05-02 14:53

  最近,SpaceX公司又进行了发射试验。4月20日,SpaceX公司尝试了超重-星舰组合体的首次轨道级试射任务。

  结果大家都已经知道,超重-星舰组合体在点火升空约239秒后,在数个发动机熄火、箭体严重倾斜、翻滚的情况下,最终爆炸解体,场面颇为壮观。

  发射前的超重-星舰组合体(左)以及发射失败后的爆炸画面(右)

  图源:SpaceX公司

  准备良久的试射任务以火箭爆炸收场,本该是一件令人垂头丧气的事情,可马斯克看上去却挺高兴,还在推特发消息向任务团队祝贺。

  那么这次试射到底是成功还是失败了?莫非马斯克是死要面子不肯承认错误吗?

  其实对于本次试射任务,马斯克及他的团队把预期放得足够低。他曾预计成功率只有50%。但由于本次试射任务标志着SpaceX公司进入了探索行星际旅行的全新阶段,因此尽管发射成功的可能性不大,却仍然引来了航天爱好者的全程关注。

  说到这里,可能有的同学已经搞不清了:从2008年开始,马斯克就带领着一帮人一次又一次地试射,不是已经发射成功又回收成功了吗?这次又在搞啥捏?

  趁这个机会,我们就来捋一捋。

  航天发射两大件:火箭和航天器

  火箭和航天器是各国航天发射任务中的“标配”。

  以我国为例,风云气象卫星、北斗导航卫星、神舟载人飞船、嫦娥系列月球探测器、天问一号火星探测器和天宫空间站等等都被称为航天器,它们以天体力学的运动规律在太空中飞行,并用于完成载人、探测等任务。

  在研发过程中,工程师们除了要让航天器具备完成预定工作任务的能力,还要使其具备良好的抵抗宇宙辐射、极端温度环境和微流星体超高速冲击的能力。

  嫦娥三号(左),天宫一号(中)和天问一号(右)

  图源:cnsa

  而火箭则是将这些航天器安全送入太空的运载工具,航天器越重、预定到达的飞行轨道越高,对火箭的综合能力要求也就越严格。由大气层中的飞行环境远比真空中要复杂,所以在航天发射任务中,火箭点火发射及其升空后两分钟内是最容易发生事故的阶段。

  目前,世界各国都在不遗余力地研制性能更为强大的火箭,保障航天发射任务。

  神舟系列火箭(图源:中国大百科全书数据库)

  马斯克的SpaceX做了哪些事?

  SpaceX公司是一家由美国航天局NASA支持并发展壮大起来的民营商业航天服务商。自成立以来,它的 任务就是研制可重复使用的火箭和货运/载人航天器。

  降低材料成本和实现重复使用是马斯克降低航天发射成本的两大法宝。

  听说钛合金、碳纤维等航天材料太贵?那我就用不锈钢来造火箭吧!

  火箭发射一次就扔的做法太过浪费,费用太高?那我就把发射出去的火箭再接回来继续用呗!

  而SpaceX公司的研发方式也很简单直接。在NASA的支持下,SpaceX公司快速完成了一轮又一轮的地面试验和发射试验。

  你让我在试验前先严密论证,以确保万无一失?不存在的,只管试就是了,哪里失败了就在哪里打一个补丁,然后继续试。这种令大家瞠目结舌的 “程序员在线修bug”式研发手段曾经屡战屡败,一度使SpaceX濒临破产边缘,但最终还是取得了不小的成功。

  SpaceX公司的失败案例

  图源:SpaceX公司

  从2008年到2020年,经过上百次的迭代测试,SpaceX逐步掌握了货运/载人龙飞船的降落伞溅落回收技术和猎鹰9号运载火箭的反推垂直着陆技术。通过龙飞船和猎鹰火箭的重复回收使用,马斯克大大降低了航天发射的成本,接了大量商业航天订单在手,一时间风头无两。

  载人龙飞船(左)和猎鹰9号火箭(右)

  图源:维基百科

  SpaceX的星舰首飞试验

  马斯克的雄心并不止于此,他最终想实现的是火星移民。但为了把航天器顺利地运送到火星,SpaceX公司现有的猎鹰火箭推力远远无法满足要求。

  为此老马又开始了迭代进化:既然配备有27台猛禽发动机的重型猎鹰9号火箭都不够用,那我就用33台高功率猛禽发动机攒一个“超重”的猎鹰火箭吧!没错,这个新型火箭就叫做 超重猎鹰火箭(SuperHeavy)。而在超重火箭上方的航天器,要比龙飞船要大得多,被命名为星舰(Starship)。

  从2018到2022年,SpaceX制造了30多个星舰原型机,进行了大量地面试验和大气层内飞行试验,一步步地摸索了星舰发射与反推垂直回收技术。本月的发射测试,则是首次尝试轨道级发射任务,也就是看看能不能让星舰发射在近地近轨道附近飞行一段距离。

  按照原计划,超重-星舰组合体发射升空后,超重猎鹰将首先受控降落,而星舰则绕地球飞行将近一圈后在海上溅落回收。

  超重-星舰组合体的飞行计划

  图源:中国航天报

  不过,在发射之初,组合体就因故障而出现了明显的弹体倾斜现象。到第67秒时,可以发现一共有6台发动机熄火了。这样一来,整个星舰受到的推力不再平衡,因此越飞越歪,还出现了翻滚现象,最终只能以引爆告终,最大飞行高度39公里。

  ↑↑↑点火后17秒,组合体发射成功,整体略有倾斜,发动机初始故障3台

  图源:Space X公司

  ↑↑↑点火后1分47秒,组合体倾斜严重,发动机故障6台,出现泄露情况

  图源:Space X公司

  ↑↑↑点火后2分26秒,组合体开始翻滚

  图源:Space X公司

  ↑↑↑点火3分59秒,组合体爆炸

  图源:Space X公司

  对于马斯克而言,即使星舰在地面当场爆炸都是可以接受的(以前又不是没有发生过),而这次星舰在飞行了这么久后才爆炸,已经是非常棒了。

  同时,这次试验证明了星舰的技术路线具有一定的可行性,后期只要排除发动机失控的故障就可以了。这就是马斯克对本次首飞失利评价颇高的原因。

  写在最后

  马斯克和他的SpaceX在商业航天中不断尝试。我国在此领域进展如何呢?

  其实,早在1985年,我国就开始将自行研制的长征三号火箭推向了国际商业航天市场,并在之后的几年内多次成功发射国外卫星,一度占据了国际市场的9%份额。但在1999年,美国发布了所谓的《考克斯报告》,据此指责中国窃取美国航天技术,并禁止任何使用美国零部件的卫星由中国完成发射任务。此后,中国航天开始进入一段漫长的低谷期,直到2005年才又开始进入国际市场。

  长征二号火箭为美国休斯公司发射卫星

  图源:中国运载火箭技术研究院

  即使是这样,如今的中国航天做到了载人航天、月球探测和深空探测的壮举,我们有理由相信,中国航天人最终会以自己的方式,探索出全新的低成本商业航天之路。

  参考文献:

  [1] SpaceX. 维基百科 https://zh.wikipedia.org/wiki/SpaceX#SpaceX%E6%98%9F%E8%89%A6_2

  [2] “星舰”首飞分析. 中国航天报 https://www.163.com/dy/article/I3BM1G5L0552D3NO.html

  [3] 1985-2015:初探商业化的中国航天. 钛禾产业观察 https://k.sina.com.cn/article_6774587394_193cc000202000uwit.html

  [4] 20多年前长二捆火箭发射“澳星”:签合同时火箭还在图纸上。中国运载火箭技术研究院 http://calt.spacechina.com/n488/n754/c4237/content.html

  作者:崔天宁 兵器工业某研究所工程师

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 中共中央举行新闻发布会 介绍和解读党的二十届五中全会精神

  • 天津市北辰区双口镇中河头村是天津第一个农村党支部——中共西北乡农民支部的诞生地,也是天津早期革命活动家安幸生烈士的家乡。

独家策划

推荐阅读
记者詹媛29日从中国汽车工程学会了解到,该学会日前发布了《2027年度中国汽车十大技术趋势》。这份凝聚共识的行业“风向标”提示,明年,汽车的电池会更强、芯片更自主、“硬科技”使用更多,且能减少堵车。
2026-10-30 09:51
如果说户外运动项目是产业发展的根系,选对项目之后还要让它根往深里扎,让项目发展的更有质量。户外运动产业的高质量发展,体现于一个个鲜活的户外运动项目及项目产业的健康成长,根深方能叶茂,户外运动产业才能行稳致远。
2026-10-30 09:49
生态环境部29日公布的全国地表水环境质量状况显示,今年1月至9月,全国地表水Ⅰ至Ⅲ类水质比例为86.1%,同比上升1.7个百分点;劣Ⅴ类水质比例为0.8%,同比下降0.4个百分点。
2026-10-30 09:50
脑膜边界的免疫细胞还会“监控”蛋白清除过程,并促成免疫耐受反应,避免免疫系统误伤大脑自身组织。在正常生理状态下,这一多通路清除系统与蛋白生成之间保持动态平衡。在此背景下,恢复或增强脑内蛋白清除通路的功能成为值得关注的方向。
2026-10-30 09:59
深秋的陕北,天高云淡。记者走进陕西省榆林市佳县方塌镇圪崂湾村现代农业示范园,联排的大棚在黄土高原的沟峁间依次排开。棚内葡萄藤上挂满沉甸甸的果实,工人们正忙着采摘、分选、打包。
2026-10-30 09:56
北京大学地球与空间科学学院教授江大勇领衔的三叠纪国际合作研究团队与贵州省地质博物馆合作,在贵州关岭三叠纪晚期地层中发现两栖类新物种海异螈。
2026-10-30 09:50
“数字乡村是乡村振兴的战略方向,是建设网络强国、农业强国的重要内容。”中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江表示。“十五五”时期数字乡村怎么建?记者就此采访了相关专家,梳理数字乡村建设的发力方向。
2026-10-29 09:56
突然口角歪斜、一侧肢体无力、说话含混,或眩晕、行走不稳、视物异常,都可能是脑卒中的信号。赵文博提醒,等待症状自行缓解、未拨打120而自行送医、仅凭血压高低判断是否发生卒中,以及忽视不典型症状,都是脑卒中急救的常见误区。
2026-10-29 09:58
在创新决策方面,应发挥企业洞悉市场需求、产业需求的优势,研判未来产业走势,强化关键问题凝练,让企业当好“出题者”。构建以科技领军企业为牵引、大中小企业融通共生的创新生态,打造高水平产业集群,是驱动引领未来产业高质量发展的基石。
2026-10-29 09:52
一边是批量产出的“成果”,一边是说“不”的数学界。这场“冲突”让人不得不追问:数学真正在意的究竟是答案还是过程?一份通过了验证却无人能道出所以然的证明,算不算数学的收获?AI闯入数学,二者之间是取代、叠加,还是互相成全?
2026-10-29 09:51
近年来,不少资源型地区加快转型步伐,因地制宜探索利用型修复新模式,对资源开发中形成的退化土地、废弃矿坑、污染水体展开系统治理。
2026-10-29 09:44
10月26日,国家药监局批准全球首个活化凝血因子XI(FXI)抑制剂阿舒克森片(商品名:舒华博)上市,用于降低缺血性卒中或高风险短暂性脑缺血发作(TIA,又称“小中风”)成人患者的卒中风险,不包括心源性栓塞型卒中患者。
2026-10-28 10:18
超市里的肉,颜色看着挺好,但它真的新鲜吗?答案远非肉眼能及。
2026-10-28 10:05
算法依赖云端数据,也把隐私风险从个人终端延伸到平台和云端,成为无法回避的公共议题。分层定价应遵循公开、可解释的商业逻辑;算法越了解消费者,平台越应以此维护公平、保护隐私。
2026-10-28 09:42
近年来,河北省唐山市丰南区将发展特色农业作为富民兴农重要抓手,大力发展麻山药、白萝卜等特色农作物种植,并推行标准化管理,促进农业增效、农民增收,助力乡村振兴。图为10月26日,唐山市丰南区小集镇的农民在田间收获麻山药。
2026-10-28 09:44
生态文明建设是关系中华民族永续发展的根本大计。我国高度重视生态环境犯罪的立法和司法,使包括环境污染、生态破坏、资源滥用在内的生态环境犯罪罪刑规范不断完善。
2026-10-28 09:43
联合国教科文组织打造技能供给的普惠发展底座,世界技能组织则以世赛为全球性平台,逐级检验多层次培养方式的效度。可以说,世赛既是推动技能普惠发展、标准互认对齐的过程,更是提升技能人才培养质量的有力抓手。
2026-10-27 09:43
在极端天气阻断鸟类天然觅食通道之时,由专业机构实施救助性补饲,是必要的保护措施。从管理实践看,人工投喂行为需要科学评估、分类施策,而我国的制度供给正不断完善。
2026-10-27 09:46
江苏苏州深耕健康城市建设,将健康医疗服务能力水平列入全市高质量发展综合考核,把体教融合、体卫融合、食品安全保障等内容增至健康中国行动重点任务中;新华社发  “北京密云区联合北大第一医院设立了全科医师综合能力培养项目,我是第二批培训学员。
2026-10-27 09:44
10月23日,国家统计局社科文司《中国创新指数研究》课题组发布的2025年中国创新指数测算结果显示:2025年中国创新指数达到185.5(以2015年为100),比2024年增长6.4%,增幅较上年提高1.1个百分点。
2026-10-27 09:53
加载更多