马斯克，算你狠_星舰_火箭发动机_发射
原标题：马斯克，算你狠
人类从未停止脚步。
文 | 华商韬略 李凤桃
“星舰准备发射！”
“火箭发动机点火只要0.1秒。”
从4月6日开始，作为无所不在的临时公关，马斯克就不断在推特上广播。
拥有1.3亿粉丝的他，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、冰箱和换洗的袜子跟着它旅行，甚至定居火星。
这个“铁皮桶”，就是星际火箭“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。
在4月20日，这一天又近了一步。
【巨兽出没】
“我个人迈出一小步，人类迈出一大步”。
54年前阿姆斯特朗的回声，正在重演。
美国德克萨斯州南部博卡奇卡的星舰基地，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。原计划4月10日的计划因为批文推迟到17日，但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。
4月20日美国中部时间21点35分，终于万事俱备了。
“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。
展开全文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”，它的使命是，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”。
美国宇航局局长比尔·纳尔逊曾炫耀，宇航局的“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。
但是在120米高的星舰面前，SLS只能算老二。
作为运载火箭，星舰分为两级，一级为超重助推器，二级为星际飞船，加在一起的星舰，不仅高大，还拥有9米的外径，相当于一栋单层面积64平方米的40层摩天大楼。
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。
星舰在注满燃料后，总重量超过5200吨，相当于650只成年非洲象，170台压路机，80台重型坦克，或是一艘真正的巡洋舰。
把这样一个庞然巨物送上36万公里外的月球轨道，靠的是39台燃烧液氧甲烷的猛禽-2发动机。
“猛禽”发动机分成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；而更大的真空型，体积更是地面型的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”的超重助推器安装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7590吨推力，是土星五号的2倍多。
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在官网上的介绍，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，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。而星际飞船是可回收火箭，能重复使用！
如果是不考虑重复使用的消耗性发射，星舰的最大载荷可以达到250吨。
这样一艘前无古人的航天器，甚至让科学家们也坐不住了。
在《今日物理学》杂志上，美国三位天文学家和物理学家曾经发表文章，盛赞马斯克的大玩具：
“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。太空天体物理学任务一直受到发射器能力的严格限制，这在20年里没有发生实质性变化。”
【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。
一张SpaceX火箭制造现场的图片显示，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。让人分不清，这到底是建筑工地，还是火箭发射场？
在网上流传的一条视频里，甚至有一个姑娘，骑着马经过星舰的发射场。
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，即使对于富豪，也实在是太贵了。
自2006年该项目启动以来，它的开发成本已达500亿美元。这枚火箭最初计划在2016年发射，但足足推迟了6年，才在2022年完成首次试飞。
SLS的每次发射成本都超过40亿美元，每次发射都要重新建造一枚火箭，即便是世界上最有钱的富豪伯纳德·阿诺特，他2110亿美元的身家，也只够宇航局折腾52次。
很多年前，马斯克就对这个状况不满意。
2016年9月，马斯克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。
他曾经公开表示，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。但马斯克又一次表示了不同看法：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，解决了火箭结构因为地心引力而变形的问题。
而高频试验、快速迭代的方式一改航天业的“高精尖”和“一次性”，让航天器可以快速升级和重复利用，成本大大降低。一枚重型火箭不再需要几十亿美元。
生产火箭如同生产一辆汽车那么快捷。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。
这意味着，它每年都可能发射上几十次。
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，正是马斯克所希望的：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）。
一旦星舰发射，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21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。
▲猎鹰9号芯一级成功返回
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。
“星链”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。截至今年2月，星链卫星数量已经达到3822颗，覆盖范围从北美、欧洲、澳大利亚延伸至非洲、南美洲和亚洲。
未来星链卫星将达到1.2万颗，而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。
2021年4月17日，美国宇航局宣布，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。
选中SpaceX的一个重要原因，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9时，SpaceX工程师约翰·因斯普鲁克表示，技术团队没有在忙任何事情，发射“看起来万事俱备”。
过去一年，星舰多次点火测试，确保这次飞行万无一失。
此前在4月17日，由于压力阀在最后关头出现问题，SpaceX暂停了发射计划。
3天后，它重新整装待发。
按照计划，星舰将在飞行约3分钟后与助推火箭分离，达到轨道速度。它的超重助推器预计落入墨西哥湾。航天器将继续在地标上空约150英里处向东飞行，进入被认为是外太空的高度，最后在夏威夷附近的太平洋上溅落。整个飞行预计持续90分钟。
为了这一天，马斯克和SpaceX走过了漫漫长路。
2006年猎鹰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年的火箭发射已将他的1亿多美金耗尽，如果第四次发射还不成功，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。
在无数次发射、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：
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。
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。
而作为更大的巨型火箭，星舰面临的挑战也更大。
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；
▲星舰SN8落地时爆炸第二年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。
但在次次炸后，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。
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。
尽管发射未能成功，但在整个互联网上，仍然有来自全世界的无数观众，表达了自己的敬意与祝贺。
SpaceX的工作人员同样集体振臂欢呼，因为早在星舰发射之前，员工们就经常开玩笑——只要不在发射台上爆炸，都算成功。
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”。
此外，SpaceX也在Twitter回应，“好像首飞还不够精彩，团队将继续审查数据，并努力进行下一次试飞。”
这是一次失败吗？从结果上看，似乎是，但对于马斯克，对于人类航天事业的未来而言，并不一定。
2014年9月，特斯拉总部办公室里，张一鸣、傅盛、黎万强、周航、余晨等一群中国创业者，向马斯克提了个问题：
“你决定做特斯拉时电动车还不火，哪些因素让你觉得它是个机会?”
马斯克回答道：
“我从来没觉得它是个好机会，反而，我一直觉得做特斯拉的失败率比成功率大得多。”
他顿了顿，又补了一句：
“我只是觉得，这是应该要去做的事情，我不想苦等别人来实现。”
如同传记作家阿什利·万斯所说，马斯克投身的三大产业中，太阳城用太阳能发电，特斯拉使用电能，确保地球能源在某一天不被人类榨干，而作为地球B计划的SpaceX，是为了防止地球毁灭，延续人类文明。
在SpaceX的官网上，写着马斯克的一段话：
“你想要早上醒来睁开眼睛时，希望我们的未来会更好——这就是作为一个太空文明的意义所在。相信未来，认为未来会比过去更好。我想不出还有什么比去宇宙中，在那里和星辰在一起更令人兴奋的了。”
【参考资料】
[1]《就在4月，航天的“ChatGPT时刻”即将上演》黔财有话说
[2]《星舰“颠覆”传统火箭，马斯克变革人类航天？》星球电台
[3]《硅谷钢铁侠：埃隆·马斯克的冒险人生》阿什利·万斯
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