德克薩斯州的天空從未見過如此壯觀的火球。
4月20日上午 8:30 剛過,在德克薩斯州最南端,SpaceX 的星艦發射系統——有史以來最大、最強大的火箭——轟鳴著啟動,在里程碑式的發射中升入墨西哥灣上空。短暫的幾分鐘裡,星艦及其徹底改變太空訪問的目標似乎進展順利,但嚴酷的火箭技術現實很快顯現,異常情況導致這艘巨大的運載火箭在火球中解體。
SpaceX 工程師 John Insprucker 在發射直播評論中說:“星艦為這次真正令人難以置信的測試畫上了一個相當壯觀的句號。”
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儘管結局突然,但公司和行業觀察家都不認為這次飛行是失敗。這是因為航天史上充斥著從試飛期間的爆炸性錯誤中吸取教訓,最終實現目標的計劃。
華盛頓特區國家航空航天博物館的科學史學家 Teasel Muir-Harmony 說:“對於這類測試,成功和失敗的方式有很多種。”
星艦是 SpaceX 將人類送上月球和火星夢想的核心,並且還旨在運送無數遊客——以及數千顆公司的 星鏈網際網路衛星——進入軌道。因此,每次測試都是一場高風險的嘗試。
該發射系統由 164 英尺高的導彈狀星艦飛船和它所坐落的 226 英尺高的超重型助推器組成。這兩個元件都設計為可重複使用,SpaceX 希望最終在軌道上為星艦的燃料箱加註燃料,以便為更具冒險性的航程提供動力。
星艦和超重型助推器都曾之前飛行過,但今天的飛行標誌著它們首次作為一個整體發射。在飛行過程中,超重型助推器的 33 個發動機中的大部分——雖然顯然不是全部——成功點火了幾分鐘。(在直播期間,SpaceX 工程師 Kate Tice 說,似乎有三個發動機沒有點火,但沒有提供有關該問題的任何細節;火箭上升過程中的影片表明,最多有五個發動機處於非活動狀態。)
僅這一點就是一項壯舉,因為以前從未有火箭攜帶如此多的發動機。“你有非常多的火箭發動機並行點火,所有發動機同時順利執行是不太可能的,”馬薩諸塞理工學院的太空推進專家 Paulo Lozano 在試飛前告訴《大眾科學》。“所有這些發動機都將在材料可以承受的極限下工作,”他補充道。
儘管起飛順利,但在級分離時出現了一些問題,當時兩個飛行器本應分離,以便星艦繼續進行一個小時的飛行,最終降落在夏威夷附近的海域。然而,超重型助推器和星艦無法分離。結果,整個組合體失控旋轉,並在達到約 24 英里(39 公里)的最大高度後解體。
Insprucker 在直播中說:“星艦剛剛經歷了我們所說的快速非計劃拆解,或 RUD,在上升過程中。”
儘管這次飛行只持續了幾分鐘,但對於這傢俬營航天公司來說,這是一個關鍵的里程碑,該公司現在擁有大量資料,可以用來微調飛行器,並希望確保下一次飛行持續更長時間並飛得更高。
太空分析師兼太空諮詢公司 Astralytical 的執行董事 Laura Forczyk 說:“我們應該預料到全新火箭的失敗。” “SpaceX 將從其錯誤中吸取教訓,希望一旦第一次試飛離開地面,他們獲得改進下一次所需的資料,我們就會看到更快的迭代。”
她說,她預計今年全年都會看到試飛繼續進行,星艦將在今年或明年開始發射真正的有效載荷。
這些有效載荷中將包括大量 SpaceX 自己的星鏈網際網路衛星,自 2019 年首次發射 60 顆執行衛星以來,這些衛星已在軌道上激增。今年早些時候,SpaceX 開始發射一種新型、更大的星鏈衛星,這是更大、2000 公斤版本的先兆,這些版本將依賴星艦進行發射。
科學家們也渴望搭乘星艦。由於其巨大的運載能力,該飛行器將能夠將更大、更重的儀器發射到更遙遠的目的地。如果 SpaceX 實現其可重複使用目標,此類航行可能會以更低的價格實現。
NASA 艾姆斯研究中心的行星科學家 Jennifer Heldmann 說:“這只是一種改變正規化的能力,我認為行星科學界還沒有完全理解它。”
她設想了一個世界,在那個世界裡,由於星艦更大的容量,科學家們不再需要努力縮小他們的儀器或確保每個儀器都完美地工作。“這為更多的飛行、更多的儀器、更多的有效載荷能夠升空打開了可能性,而且重要的是,我認為,更多的人能夠參與這些型別的任務,”她說。
外行星——木星、土星、天王星和海王星——將變得更容易到達,並且建造和測試大型望遠鏡(如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,它在太空展開過程中經歷了為期兩週的驚險過程)可能會變得更加簡單,她補充道。
最終,星艦也將運送人類,SpaceX 已經售出了三次該飛行器的載人飛行。第一次將搭載億萬富翁賈裡德·艾薩克曼,他於 2021 年底與三名機組人員乘坐 SpaceX 龍飛船繞地球軌道飛行。之後的兩次飛行將以月球為目標。一次將搭載日本億萬富翁前澤友作和八位藝術家乘客,另一次將運送世界首位太空遊客丹尼斯·蒂託(Dennis Tito),他於 2001 年訪問了國際空間站,以及蒂託的配偶。
這些飛行距離發射臺還有很長的路要走。SpaceX 目前的主力火箭獵鷹 9 號在宇航員於 2020 年首次登上之前,花了十年時間才僅運送貨物。“我們需要看到星艦在沒有機組人員的情況下成功發射幾次,然後才能期望看到機組人員登機,”Forczyk 說。“當你要發射人員時,有很多事情岌岌可危。”
但 NASA 依賴 SpaceX 在短短幾年內準備好用於載人的星艦。該機構選擇了一種改進版的星艦,最早將於 2025 年在名為“阿耳忒彌斯 III”的任務中將宇航員運送到月球表面,這可能是自 1970 年代初期以來人類首次登上月球。這些宇航員將乘坐 NASA 的獵戶座飛船從太空發射系統火箭頂部發射升空,該火箭於 2022 年 11 月進行了首次飛行,然後在繞月飛行時轉移到軌道燃料加註的星艦月球著陸器。
JustSpace Alliance 的聯合創始人 Erika Nesvold 說:“如果星艦成功,並且一切都按計劃進行,那麼我們將看到它讓下一批人類登上月球。”JustSpace Alliance 倡導在太空實現更符合道德的未來。“因為它是阿耳忒彌斯計劃如此重要的一個方面,我認為成功的發射是保持所有這一切步入正軌的關鍵,”Nesvold 說。
SpaceX 希望看到星艦有一天也能將人類運送到比月球更遠的地方。創始人埃隆·馬斯克長期以來一直吹捧星艦是他計劃的核心,他的計劃是讓“人類成為星際物種”,方法是在火星上建立據點。但這些計劃仍然是星艦議程上最遙遠的專案,而且它們與許多其他私人太空飛行夢想一樣,引發了人們對地外財產和勞動權利的嚴重擔憂,以及其他問題,Nesvold 說。
即使在地球上,SpaceX 的雄心壯志也面臨著反對,無論是來自天文學家對公司星鏈衛星造成的光汙染的擔憂,還是來自居住在星基地附近的人們的反對,該公司將其星艦發射場稱為星基地,該發射場位於美國-墨西哥邊境匯入墨西哥灣的地方附近。居民們一直在反對 SpaceX 關閉公共海灘,抗議他們認為該公司的火箭技術對附近野生動物保護區構成的威脅,並辯稱星艦為當地帶來經濟利益的潛力被誇大了。
Sierra Club 在布朗斯維爾(德克薩斯州最接近星基地的城市,距離約 25 英里)的組織者 Emma Guevara 說:“每個人都願意為了他們認為的進步而犧牲你和你的家園,這感覺不太好,但我認為這只是一群從小看太多《星球大戰》的呆子。”
她說,在她的社群,五分之一的兒童面臨食物無保障,而且大多數人無法獲得醫療保健。與此同時,馬斯克通常將他的火星夢想描繪成在地球發生災難時建立文明備份計劃的必要前哨站。
Guevara 在星艦發射前談到成功發射的意義時說:“我猜這對可能乘坐這枚火箭的富人來說是一場勝利,”她指出她擔心它會在發射臺上爆炸。但她不認為她所在社群的命運會隨著星艦而騰飛。“聽起來這裡沒有人會去火星,”她說。
編者注(2023 年 4 月 20 日):此報道在釋出後進行了更新,添加了更多引言和資訊。
