“停更”了近兩年半的星際飛船計劃，今天由馬斯克本人親自來更新，背景還是一個近400英尺高的星艦飛船。
昨日，美國國家工程院（NAE）公布了新增院士名單，“本科”學歷的馬斯克也在名單當中。而今天上午，“馬院士”就在德克薩斯州的博卡奇卡（Boca Chica）舉行了媒體發(fā)布會，公布了星艦（Starship）開發(fā)的最新進展。
位于博卡奇卡的星艦基地（Starbase），可以被看做是馬斯克主持建造的一座新城市，擁有規(guī)模龐大的航天設施。而在馬斯克演講臺的身后，就是巨大的發(fā)射臺和發(fā)射塔，未來Starship的發(fā)射都將在這里進行。
在這個重磅的發(fā)布會上，馬斯克談到了今年的幾個重要規(guī)劃和星艦的進展情況：
今年SpaceX計劃約每周發(fā)射一次
在演講中，馬斯克談到SpaceX至今已經(jīng)取得了144次發(fā)射的成功，并有106次成功著陸，發(fā)射次數(shù)多到他幾乎得了發(fā)射“PTSD”，同時他還希望今年SpaceX可以進行50次發(fā)射任務，未來可以達到每天發(fā)射3次的目標。
雖然交出了一份還算不錯的“成績單”，但令馬斯克念念不忘的，還是用于向月球和火星發(fā)射貨物和人員的下一代大型火箭——Starship。作為一種不銹鋼火箭，星艦被設計成可重復使用，未來可每天飛行三次，能夠同時將150噸物品或100人送入太空。
2017年時，Starship以“BFR”的名字首次亮相，然而時隔兩年，第一個全尺寸的原型Mk. 1才被建造出來，在之后的兩年時間里，SpaceX 公司大部分時間都處于“只展示，但不解釋”（show-don't tell）的模式，從SN4到SN10的4次原型機試射均以爆炸告終，而且失敗的形式多樣：從直接猛烈撞擊地面，到著陸8分鐘后爆炸等等。但從各種失敗的形式里，我們也看出Starship在著陸技術(shù)上的不斷進步。
直到去年5月，SpaceX試飛了第15架星艦原型機SN15，飛行高度達到約9000米，第一次在運載火箭完好無損的情況下成功垂直著陸而沒有爆炸和起火。
去年底，馬斯克曾經(jīng)在美國國家學院科學、工程和醫(yī)學空間研究委員會的一次會議上表示，希望在明年1月進行Starship的首次軌道飛行試驗，在今年發(fā)射12次以上，但這個計劃由于受到監(jiān)管部門批準時間的影響而被耽擱。
值得一提的是，在至今為止的所有試射實驗中，公眾看到的均為星艦的上半部分，而完整的星艦則是一個近400英尺高的鋼制火箭助推器(Super Heavy)和宇宙飛船（Starship）的組合。
Starship-巨型助推器共395英尺高(120米)，比美國宇航局的土星五號衛(wèi)星火箭高出30英尺(9米)
SpaceX不僅希望Starship（上圖黑色頭部）可以返回地球重復使用，也希望這個巨型超重助推器（下圖）同樣可以重復在發(fā)射后著陸，以備將來的多次飛行任務。
為了完成重復使用的目標，馬斯克還介紹了在發(fā)射塔上安裝的一對巨大“筷子”手臂：這既是星艦的發(fā)射臺，也是星艦飛船及其重型助推器的捕捉裝置。當星艦返回著陸時，會被這對巨大的機械手臂在半空中捕捉，其功能就像筷子一樣。這與現(xiàn)在使用獵鷹9號助推器的方式不同，獵鷹9號助推器是在平臺上直接著陸進行緩沖的。
通過這種在空中“夾住”火箭的方式，可以擺脫起重機吊起大型物體時所受到的天氣和風力限制。理論上來說，固定在發(fā)射塔上的巨大剛性臂可以防止大風天氣造成星際飛船或超重助推器搖擺。在星艦發(fā)射的基地——南德克薩斯州海岸，強風經(jīng)常會持續(xù)好幾個月，這對于能夠快速重新利用星艦飛船來說是至關(guān)重要的。
希望SpaceX能助力建造“火星城”
除了今年的發(fā)射計劃外，馬斯克還表示，希望Starship未來可以運送大量物資，在火星上建造一個能夠自給自足的"火星城"。同時，火星之旅的艱辛、危險也將成為SpaceX的一大“賣點”。
在很久之前，馬斯克就公布了自己的長期目標: 希望到2050年時，在火星上建造一座百萬人口的城市。
而星艦飛船作為火星移民計劃中最重要的一環(huán)，其重要性不言而喻。去年試射的成功，讓人們看到了火星移民的希望，但這些僅僅只是一個開始。
為了讓史上最大的飛行器進入設定好的軌道，需要超過22倍音速的速度才可以，而為了達到這個目標，需要在助推器底部搭載29個猛禽發(fā)動機，才能在發(fā)射時產(chǎn)生約1200萬磅的推力。今天馬斯克還表示，將不加大直徑的情況下，會把這個數(shù)量提高到33個。
2021年11月12日，星艦原型機正在測試它的6個猛禽火箭發(fā)動機
猛禽發(fā)動機（Raptor）被稱為下一代火箭發(fā)動機技術(shù)，是最先進、最高效的“全流量分級燃燒發(fā)動機”。它使用液態(tài)氧和甲烷作為火箭燃料，這意味著宇航員不僅可以飛往火星、利用火星的資源補充燃料，或者返回地球，甚至還可以作為跳躍星球網(wǎng)絡（planet-hopping network）的一部分來探索更遠的地方。
因此，SpaceX一直將希望寄托在猛禽發(fā)動機身上。截至目前，SpaceX已經(jīng)投入了大量財力在猛禽身上，但效果并不理想。馬斯克甚至在一份發(fā)給SpaceX員工的郵件中強調(diào)，如果不能解決猛禽發(fā)動機的生產(chǎn)問題，等待SpaceX的將會是破產(chǎn)。
不過，今天馬斯克公布了第二代猛禽發(fā)動機（上圖），在零部件更少的情況下，相比于第一代的185噸推力，第二代達到了230噸，這種推力有更高的概率實現(xiàn)發(fā)射的目標。因此，現(xiàn)在星艦制造的最大制約因素，已經(jīng)變成了能以多快的速度建造所需要的猛禽發(fā)動機。
星艦單次發(fā)射成本低于1000萬
在經(jīng)濟效益方面，馬斯克在發(fā)布會上聲稱，SpaceX是對行業(yè)規(guī)則的改寫，未來SpaceX的產(chǎn)出可能是投入的100倍。他表示，未來SpaceX將能夠日均制造一臺猛禽發(fā)動機，每架星艦的制造費也將降低至幾百萬美元，單次發(fā)射成本將低于1000萬美元。
在過去的幾年里，SpaceX已經(jīng)籌集了數(shù)十億美元的資金，用于資助Starship和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)項目 Starlink，公司的估值也達到了1000億美元，但這些對于未來的投入來說也是杯水車薪。馬斯克認為，SpaceX的首要目標是推進空間技術(shù)，使人類能夠成為一個多行星物種，并最終成就一個航天文明，為了達成這個目標，大概還需要1000艘星艦飛船或類似的東西，這將消耗天文數(shù)字般的資金。
為了籌錢達成這些遠期目標，SpaceX甚至還接了一些“私活”：
2018年，日本億萬富豪前澤友作購買了2023年搭乘星艦飛船環(huán)月旅行的機會。
2021年，在與美國國家航空航天局(NASA)簽訂的一份價值26億美元的合同中顯示，SpaceX會對星艦進行改造，將其開發(fā)成為阿特米斯(Artemis)月球探測任務的載人著陸器，而改造后的星艦飛船也將與宇航員一起登陸月球。
馬斯克甚至還估計，大約兩年后，SpaceX公司就能夠以比獵鷹9號更便宜的價格進行星艦飛船的發(fā)射，這甚至比SpaceX為美國國家航空航天局的人類著陸系統(tǒng)（HLS）提出的時間還要早。
除了使用Starship進行地外探索任務來獲得營收以外，馬斯克甚至還表示，計劃使用火箭以極快的速度在地球上的城市之間運送人員，未來只需不到一小時即可從美國到新加坡，或者使用Starship發(fā)射其Starlink寬帶衛(wèi)星等等方式。
寫在最后
在今天的發(fā)布會結(jié)束之后，SpaceX的下一階段就是等待美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）的發(fā)射許可證，才能第一次把星艦送入軌道飛行。
根據(jù)計劃，在預計的90分鐘飛行中，星艦將從德克薩斯州的發(fā)射基地起飛，升空大約兩分鐘后斷開與助推器的連接，火箭助推器分離后在墨西哥灣的一個鉆井平臺上著陸，而星艦飛船本身會在夏威夷Kauai的西北60英里處結(jié)束飛行，進行軟著陸。
如果這次軌道飛行成功，Starship將成為人類發(fā)射過的最強大的火箭，同時也將成為第一個完全可重復使用的軌道運載工具，這是實現(xiàn)多行星生活所需的關(guān)鍵突破。
作為想要移民火星的第一人，馬斯克一直想把自己的各種終極夢想“make it real”：推廣電動車并使用清潔能源、發(fā)布腦機接口、制造人形機器人等，甚至在火山爆發(fā)后，SpaceX還表示可能用Starlink協(xié)助已經(jīng)斷網(wǎng)的湯加恢復網(wǎng)絡。在馬斯克各種看似遙不可及的夢想中，我們發(fā)現(xiàn)他想要完成的目標“雖遲但到”，幾乎都在不斷的被實現(xiàn)中。希望這一次也是如此吧！
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