发布日期 2024-10-19 | B站
正文
上周全世界最重要的产业新闻是马斯克的星舰第五次试飞。星舰选在日出的时候发射，发射几分钟后，助推器伴着朝阳返回地面，用最有美感的方式展示了超越时代的航天技术。火箭的回收部分虽然被称为助推器，但并不是绑在火箭周围增加动力的小装置，而是整个星舰的后半部，也可以称为一级火箭。整个助推器或者是说一级火箭，直径9米，高度70米，自重200吨，加上剩余燃料可能超过300吨。相比之下，国内最大的现役火箭长征五号，主体直径5米，高度57米。从尺寸上来说，回收的星舰助推器体积相当于好几个长征火箭。助推器把整个火箭送到70公里高空，自动分离，靠发动机反冲，平缓落回发射场，被“筷子”回收臂稳稳夹住。从顶部看下去，助推器似乎是被四个方形的栅栏挂在回收架上，但这只是视觉效果，四个方形栅栏是下落期间调节姿态的机翼，挂不住几百吨的助推器，实际受力的是助推器侧面几十厘米大小的挂钩。
马斯克之前预计回收精度可以达到几厘米，从视频上看，精度控制到了1厘米之内。如果马斯克愿意的话，他完全可以在助推器侧面放一支毛笔，调节发动机动力，在发射架上签名。助推器回收的同时，前面能运上百吨货物的飞船继续上升，进入环绕地球轨道之后再返回大气层，落到印度洋。马斯克在预定的降落点附近放了一个浮标，浮标上有摄像头，近距离拍摄火箭落海的视频，证明飞船的落点也完全可控，证明发射回收全面成功。
第一代星舰就能占领九成发射市场
仅仅靠现在的星舰，SpaceX公司就可以保证在未来几十年领先全世界，占领90%以上的航天发射市场。但这只是SpaceX的第一代星舰，另外两款更大、更先进的星舰已经在建造。今年之内马斯克还会再打一发第一代星舰，然后就要测试第二代。
猛禽3号是划时代的产品
下一代星舰预计换装猛禽3号发动机。和第一代发动机相比，猛禽3号的重量从2吨削减到1.5吨，推力从185吨提升到280吨。凭借35台猛禽3号发动机，第二代星舰推力起步就是9800吨，可以让一艘大型驱逐舰平地起飞还能加速上升。新发动机的优点不仅仅是推力大，还有独特的制造工艺。不用专业测评，把三代产品摆在一起，一眼就能看出猛禽3号是划时代的产品。之前SpaceX公司在猎鹰火箭上批量使用猛禽发动机，积累了足够多的数据，能够准确计算发动机在不同工况下的参数。所以到了猛禽3代发动机，SpaceX团队不用做太多的复杂控制，删掉了大量的传感器，把多个零部件组合到一起，用3D打印技术一体成型做出了极简外形。而且3D打印的发动机一点都不脆弱，马斯克认为如果发动机真出故障了，可以切掉一部分再焊上去不影响使用。简化发动机结构，强调容易修理，是因为马斯克的航天目标和别人不同。
对他来说，火箭不是几个月发射一次的艺术品，而是批量生产的工业品。早在前面几发星舰做失败测试的同时，星舰工厂已经在搭建流水线了。远期目标是每年造1000发星舰，同时在马斯克的有生之年把轨道投送能力提升到每年百万吨水平。全世界每年货运量达到百万吨的机场只有21个，北京首都机场排在第20名，每天也要起降1000多架飞机。未来马斯克的航天发射场会比现在大型机场更忙，最多10分钟就要迎来一次发射或者回收。
像发送公交车一样发射重型火箭
所以在测试第一代星舰的时候，马斯克就给自己上了难度：不用已经成熟的猎鹰9号水上平台回收技术，而是用高难度的“筷子”在空中把助推器夹回发射塔。他的目标是快速重复利用助推器，不浪费时间在地上运输火箭。返回发射塔的助推器将来要在一小时内重新加注燃料，送第二发火箭进入太空，像发送公交车一样发射重型火箭。像公交车一样的火箭必然会用量变引发质变，推动新的产业。
二代星链直连手机
眼下美国航天局只是希望用星舰登月，而马斯克已经给批量生产的星舰找到了任务：第二代星链。目前猎鹰火箭发射的一代星链用户已经超过400万，成为SpaceX的主要盈利来源。但当前的星链还要专用装置才能上网，限制了市场规模。二代星链的目标是直连手机，在城市之外完全取代地面基站，市场价值就很难估量了。
和轨道工厂相比，星舰只是开业的红包
但这只是星舰对经济的第一步影响。经济史证明，每年百万吨级别的空运能力足够支持高价值商品的世界级贸易中心。前面提到首都机场的年货运量超过100万吨，排名第一的香港机场货运量也只有400多万吨。如果未来的星舰真的有流水线模式生产，像公交车一样发射，空间轨道上就可以建立几千个工厂，利用失重和真空环境制造地面上不可想像的产品。和这些潜在的产业相比，星舰乃至二代星链只能算是个开业的红包。
马斯克在航天方面言而有信
在2024年的今天，二代星链、轨道工厂乃至马斯克巡逻的火星开发都还只是一种可能性，需要马斯克的航天技术按计划进步。但从过去几年、过去十几年的历史来看，马斯克在航天方面言而有信，每年都会兑现一部分之前的许诺。去年星舰实验连续爆炸的时候，除了马斯克和他的同事，可能没人相信今年能在筷子上回收一级火箭。现在奇迹已经发生了，就不能把后面的奇迹当成小概率事件。
附录
已核对
- 与上游官方文稿逐字比对一致，非干净稿转写错误，系上游 ASR/口播原样；语义可通读（火星开发需常态化往返），按原稿保留，无需订正。（来源）
- 核实相符：2024-10-13 星舰第五次试飞（IFT-5）热分离高度约 65 公里（公开转播与报道口径），口播「70 公里」为近似值，量级无误；本次试飞完成首次发射塔回收臂（筷子）夹持助推器。无需订正。（来源 supercluster.com）
- 已核实：「21 个」与 2023 年全球机场货邮吞吐量榜单精确吻合（第 21 位印第安纳波利斯 104.0 万吨为最后一个破百万吨机场，第 22 位纽瓦克 88.7 万吨不足百万吨）；「第 20 名」与 2023 年榜单首都机场第 18 名（136.6 万吨）相差两位，第 20 名恰为 2022 年榜单名次（119.3 万吨）。口播为跨年近似表述，量级与论述无误，保留原文，无需订正。（来源 维基百科）
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