发布日期 2024-06-08 | B站
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2024年6月8日星期六，欢迎收看第18期高见。北京时间6月6日晚8点50分，星舰进行了第4次飞行测试，火箭两级都实现成功软溅落。马斯克项目的基本规律，是成功测试收获信心，失败测试积累技术。这次的测试太成功，所以80%的成果是信心，20%的成果才是技术。马斯克的火箭最大的亮点是可回收，而且要追求助推器和上面级各自回收，准备二次使用，所以比任何国家的航天发射都便宜。这次测试为了避免炸掉回收塔架，助推器只做了虚拟回收：SpaceX在海上标定了一处虚拟塔架，真实回收基地的筷子根据实时回传的助推器数据，同步进行了虚拟回收动作，助推器成功悬停在可以被夹住的位置。马斯克表示，考虑在下一次试飞中实测助推器回收。绕地球飞行半圈后，星舰飞船也回归了大气层，准备在海上降落。全世界观众都通过外部摄像头看到了局部破坏，又浅测襟翼下沿严重烧蚀，最后撕裂。
但星舰飞船凭借残损的襟翼，还是在海面上完成了翻转机动与着陆点火，成功软溅落，被网友戏称烤炙耐烧王。从此人类不仅有了超级火箭，还拿到了可回收的超级火箭技术。到这一步，再苛刻的批评者也要承认，星舰项目的可行性已经不需要讨论了，接下来只有局部的技术优化问题。可以估计，美国的政府审核机构以后也会大幅放宽发射审查，马斯克可能会以月为单位发射星舰。
本次的硬件改进
第四次发射才成功，前三次的星舰都炸掉了。这里还是回顾前面的基本原则：成功测试收获信心，失败测试积累技术。马斯克第四次的成功，主要原因就是总结的前三次炸掉的经验。比如说，B11号助推器在栅格舵支架下方做了结构加强，支撑厚度增加一倍，栅格舵上方也做了结构补强，减轻局部应力。液氧减压安全阀也在导流板两侧做了焊接加强。此外，SpaceX还在助推器甲烷贮箱上把横梁增加到72道，提高返回阶段的箱体刚度。液氧贮箱也做了类似加强。星舰飞船本体也做了一系列用于增强的改动。星舰飞船有1.8万片隔热瓦，为了提高安装效率，绝大部分隔热瓦采用了标准的六边形蜂巢布局，每片隔热瓦下有三个固定锚点，中间夹胶、底层挂网。但这一设计也带来了严重的隔热瓦脱落问题，水平焊缝区域尤其容易脱落。
在第四次发射前，SpaceX更换了胶粘剂，对最容易出现脱落的焊缝、鼻锥区域隔热瓦进行重新粘贴，还对飞船表面的不锈钢进行打磨，从而增强粘结力。从结果上看，这次试飞的隔热瓦脱落问题得到了明显改善。除了这些外观上就能看到的结构加强，SpaceX还解决了第三次试飞暴露的控制问题。星舰第三飞，助推器返回阶段在距离海平面5公里高度开始出现明显的姿态失控，左右摇晃，随后在海面1公里高度第三次点火时，是13台发动机中有11台失效。SpaceX事后分析，发现事故原因是发动机液氧过滤器堵塞，于是这一次助推器修改硬件，加强了过滤能力。但SpaceX没有解释，为什么助推器在第三次点火前出现姿态失控。直观看上去似乎失控是飞控程序有问题，但也可能是因为9吨重的热分离环抬高了助推器重心，导致姿态调整更困难，所以这次才要在返回阶段抛掉，既能减重又能增强姿控。
星舰第三飞，飞船已经进入了太空轨道，但在回到大气层之前就出现了姿态异常，一直在滚转，最终以错误角度再入并烧毁。SpaceX总结星舰飞船的失控原因，是负责滚转控制的RCS出现阀门堵塞。马斯克的解决方案也简单粗暴，直接增加了滚转RCS的冗余备份。这次星舰飞船始终保持了正确的再入姿态，最终成功软溅落。这次发射最惊心动魄的环节，就是星舰飞船再入阶段襟翼烧穿撕裂。不少人看直播时都觉得要再入失败了，没想到居然撑到了最后。前襟翼与星舰飞船连接的铰链，是再入阶段最脆弱的区域。在发射前马斯克就跟媒体介绍过，说再入时的热气流会吹进襟翼铰链缝隙，破坏不锈钢箭体与隔热瓦。所以SpaceX在第四飞之前，对襟翼铰链做了热气密封处理，但结果还是出了问题。马斯克事后说，未来星舰飞船的前襟翼会挪向背风面，不再是目前的对角线布局。
这个想法SpaceX早在两年前就提出过，但当时还没遇到真实的测试事故，所以还是要试一试才知道。
保守验证与激进迭代
这次测试回收整体成功，同时暴露了局部问题，可以说比完美成功还要更好。如果将来星舰项目想积累更多的技术，多半还要再做几次激进的改造，用爆炸来换取经验。目前版本的星舰已经基本完成了32号飞船与14号助推器的生产。在第四次保守成功之后，今年接下来的三次发射任务应该也是偏保守的，进一步做回收验证，跑通火箭回收的流程。但到了明年，可能就要做更激进的技术尝试。目前初代版本的星舰实际轨道投送能力只有40~50吨，要到第二版加长星舰，才能把轨道运力提升到百吨级。SpaceX在第四次发射前对结构做大量加强，增加星舰飞船RCS冗余备份，只会进一步增加死重，降低火箭投送效率，这不是马斯克喜欢的结果，他一定会催着工程师把星舰升级到下一个激进版本。目前SpaceX正在建设新的星舰发射场，准备到明年底实现博卡奇卡与佛罗里达各有两处可用的星舰塔架。
猛禽发动机也在开发推力更强、结构高度简化的第三代。第三代猛禽发动机采用整体冷却通道壁，取消大部分法兰件，不少管路要直接集成到主泵里。这种在极限简化中增强性能的技术迭代，在过去航天史上是无法想象的，只能依靠快速炸火箭来验证可靠性。
航天时代的摩尔定律
这次四飞成功，星舰在技术上已经熬过了最艰难的爬坡阶段。可以预见，随着星舰投入实际运营，第二代手机直连、星链星座的订单会带来足够的研发资金，星舰项目有足够的钱搞激进测试，未来几十年人类的轨道发射能力都会指数化增长。马斯克开启了航天时代的摩尔定律。人类对未来的预期，往往是短期内激进、长期保守，因为人类的思维习惯是根据线性增长模型搞预测，所以总是在开始阶段高估新事物的回报，在未来低估新事物的颠覆性作用。马斯克最重要的贡献，就是顶着人类的失望，把航天指数曲线带到了反超线性增长的阶段。将来的指数化增长，也许不全是SpaceX一家的成果，但从目前阶段来看，的确其他国家、其他企业连指数化增长的边都没摸到。我不知道各位观众现在想到了哪一家企业，但我说的是拖拖拉拉的波音公司。下一期节目，我会分析波音刚刚上天的载人飞船。我们过两天再见。
附录
信息来源
事实订正
已核对
- Ringwatchers 原文证实：Booster 11 甲烷贮箱内部桁条由前几枚助推器的 24 根增至约 72 根（"about 72 columns of internal stringers, which is an increase from 24"），目的正是泄压态下增加箱体刚度——与正文订正后的「横梁增加到72道，提高返回阶段的箱体刚度」一致；「24导重量」确系「24道横梁」一类口播误转，正文现有订正成立，无需再改。（来源 Building Upon Accomplishments: What'）
- 「虚拟塔架/虚拟回收」属实：马斯克在 Starship Update 公开宣布四飞将进行 virtual booster tower catch（软溅落中模拟塔架回收），若顺利则五飞实测真回收；正文「助推器只做了虚拟回收」与官方口径一致。（来源 starship-spacex.fandom.com）
- 「三个固定锚点」「底层挂网」属实：Ringwatchers 隔热系统专文载明星舰约 1.8 万片六边形隔热瓦，绝大多数标准瓦由焊接在壳体上的销钉固定，「每瓦通常三枚」（groupings of three per tile），瓦后铺白色毡毯并以网材（mesh）覆盖；「中间夹胶」仅适用于少数粘接瓦（焊缝、曲面区），标准销钉瓦本身无胶，该细节按口播保留。（来源 ringwatchers.com）
- 「32号飞船与14号助推器基本完成生产」与公开进度相符：Ship 32 于四飞前已完成全箭堆叠（后因全面转向 Block 2 未飞行，完工堆叠约 15 个月后被拆解）；Booster 14 各部段 2024 年初已成形（含着陆贮箱，Ringwatchers 2024-04 报道），2024 年 10 月进低温测试、2025 年 1 月执行第七飞。B14 精确完工节点无公开数据，「基本完成」按口播保留。（来源 starship-spacex.fandom.com）
- 语境自洽，非明显误转：四飞本就是保守验证（不实捕、虚拟回收），且与后文「今年接下来的三次发射任务应该也是偏保守的……到了明年，可能就要做更激进的技术尝试」前后呼应，「保守成功」可读通，按原文保留；如需确认口播原词需音频。（来源 starship-spacex.fandom.com）
- 四飞再入确系前襟翼（forward flap）区域严重受损：热气流窜入前襟翼铰链缝隙导致烧蚀，直播可见襟翼撕裂、「靠残损襟翼撑到溅落」为各媒体共同描述——「浅测」应为「前侧」之误转，语境订正成立；口播原词（前侧/又见等）需音频酌定。（来源 payloadspace.com）
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