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SpaceX的发射真的是“成功”吗?

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CNN报道

周四,有史以来最强大的运载火箭——太空探索技术公司(SpaceX)的“星际飞船”(Starship)火箭首次试射在墨西哥湾上空爆发火焰,之后该公司试图将这次任务定性为成功。

SpaceX网站上关于这次发射的一篇帖子写道:“通过这样的测试,成功来自于我们所学到的东西,我们学到了很多东西。”

长期以来,这一直是该公司的精神——伴随着它经历了早期“蚱蜢”测试飞行器的爆炸,火箭助推器的失败尝试,以及之前星际飞船测试的不幸。

那么,它是成功还是失败,还是两者兼而有之?

太空研究公司Quilty Analytics的研究主管凯莱布·亨利(Caleb Henry)说,在航天业内部,周四的星际飞船测试任务并不被认为是一次彻底的失败。

亨利说:“我们的期望只是一场测试。”“在考试中失败是很重要的,这样你将来有更大的成功机会。”

他补充说,总的来说,更广泛的太空界对此反应非常积极。

“业界很高兴看到这个项目取得进展,”他补充说。“没有人会把这解释为会减缓他们的行动……我认为,在内部,大家都知道这样的测试不是挫折。”

然而,这也有缺点。一个是光学方面的问题:与公开的、爆炸性的错误联系在一起,对公司的声誉没有帮助。前NASA宇航员、后来成为工程学教授和SpaceX顾问的加勒特·赖斯曼(Garrett Reisman)博士说,光学问题也可能变成融资问题。

尽管如此,SpaceX在航天行业仍享有良好的声誉。有一个很好的理由:SpaceX的猎鹰火箭和龙飞船——已经飞行多年,甚至将美国宇航局的宇航员送入轨道——的可靠性使该公司在业内享有自傲的地位。

星舰爆炸造成了金钱损失,但目前还不清楚损失了多少。SpaceX仍然是一家私人控股公司,它不需要披露其开发费用。

SpaceX公司首席执行官埃隆·马斯克在2019年接受CNN采访时表示,他认为开发星际飞船的成本将“接近20或30亿美元,而不是100亿美元。”赖斯曼说,美国宇航局还向SpaceX公司提供了价值高达40亿美元的合同,用于两次登月任务,不过这笔钱是在SpaceX公司达到某些里程碑后支付的。

星期四发生了什么?

星际飞船由两部分组成:超重型火箭助推器,一个230英尺高(69米高)的圆柱体,容纳33个发动机,并在升空时提供第一次动力。飞船高164英尺(50米),位于火箭顶部。

火箭在德克萨斯州最南端的布朗斯维尔附近的发射台升空。在上升过程中,超重型助推器的33个发动机中的一些意外关闭。

星际飞船也应该在火箭耗尽大部分燃料后与超重型助推器分离,但这从未发生过。

升空几分钟后,飞船开始翻滚,尾部过头顶。然后,在飞行大约四分钟后,飞行器飞行终止系统——或自毁——功能被触发,炸毁了火箭,以确保它不会偏离轨道。

SpaceX如何制造火箭

SpaceX接受火灾事故的原因在于它的火箭开发方法。在工程术语中,这被称为“螺旋发展”,这与美国宇航局采用的方法不同。

在基本层面上,SpaceX并不寻求制造一枚火箭,在地面上进行艰苦的测试,并几乎保证第一次飞行尝试的成功,这是制造火箭的传统方式,也是美国宇航局开发其太空发射系统火箭的方式。

“SpaceX是完全不同的,”赖斯曼说。

并不是只有一款Starship车辆需要花费数年时间进行开发。该公司已经组建了一个车队,在测试的过程中对每一辆车都进行了调整。因为这些交通工具相对来说相当便宜,所以即使其中一辆发生爆炸也不会造成太大的损失。相反,爆炸提供了重要的数据,告诉我们设计将如何变化。

约翰·穆拉托尔(John Muratore)曾在休斯顿的约翰逊航天中心(Johnson Space Center)为美国宇航局(NASA)工作了24年,在SpaceX工作了10年,现在是一名工程顾问,他说:“如果你看看其他人,他们需要10年甚至更长时间来开发一枚火箭。”“我们一直在推出新版本和改进。”

SpaceX已经有一系列新的超重型助推器和星际飞船要测试。

赖斯曼补充说,周四飞行的SpaceX火箭“真的只是一个骨架”。没有豪华的设备,没有乘客座位,货舱里也没有贵重的卫星。

“你并不是在试图构建它的最终形式……因为我们想知道的是大事:引擎能工作吗?这些结构有效吗?飞行计算机、航空电子设备和软件能正常工作吗?”瑞斯曼说。

穆拉托尔说,工程师们把这种“骨架”汽车称为“最小可行产品”,它们的设计目的是“回答未知的问题”——纯粹是为了更好地为未来的汽车提供信息。

“一直扼杀(工程项目)的东西是未知的,”他说。“你最终会花大量的钱去量化未知的东西。”

SpaceX的做法是为了得到这些问题的答案而接受更大的风险。

简而言之:SpaceX的火箭爆炸并不像看起来那样是一场灾难。根据赖斯曼和穆拉托尔的说法,这是公司工程师采用的方法所带来的一种根深蒂固的期望。

接下来会发生什么

穆拉托尔说,工程师们将对周四的飞行中收集到的数据进行分析。许多事情都是第一次进行测试:试图同时启动33个大型猛禽发动机进行飞行测试,这在以前是从未有过的。使用甲烷作为燃料也是SpaceX的一种新方法。火箭是由钢铁制成的,而其他火箭通常使用较轻的金属和碳复合材料。

马斯克甚至在周四的测试开始前表示,如果火箭飞过发射塔,他就会认为这是成功的——而这确实发生了。

下一步,SpaceX将寻找准确的问题所在。

穆拉托尔说,工程师将分析猛禽发动机的数据。他们将提出的问题包括:振动是如何影响飞行的?推进系统内部达到了多少温度?分解飞行器的整体性能:它的机载制导系统表现如何?它为什么在翻滚?

该公司还将评估其发射台和周围基础设施的损坏情况,并为下一次飞行做准备。

马斯克在推特上说,这可能需要“几个月”的时间——尽管他以广播未完成的最后期限而闻名。

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