苏联搞砸的火箭，马斯克干成了

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出品 | 虎嗅汽车组
作者 | 王笑渔
标题 | 殷勤
头图 | Twitter
“炸了！炸了！”
曾多少时，这是美国媒体对美国太空探索技能公司SpaceX报道时，最常用的标题格式。在已往两年，SpaceX的星际飞船（Starship）举行过无数次的测试，频频遭遇爆炸和损毁。
较为严峻的一次，是2021年3月第12次星际飞船原型测试爆炸变乱。此中炸出无数的碎片，让SpaceX花了三个月才清算干净。

2021年SN10 Starship爆炸
契诃夫曾说过：“困难和折磨对于人来说，是一把打向坯料的锤。打掉的应是脆弱的铁屑,锻成的将是锋利的钢。”而现在的SpaceX正从阴霾中徐徐走出，并迎来新的里程碑。
北京时间2023年2月10日破晓5时，美国本地时间2月9日晚间，SpaceX乐成举行了一次超重型火箭助推器原型Booster 7的静态点火测试。固然没有全发动机点火，而且整个点火过程固然只连续了约5秒的时间，但它已经逾越了苏联N1火箭一级30颗NK-15发动机同时点火的记载。

SpaceX 31个引擎静态点火
SpaceX首创人埃隆·马斯克在交际媒体平台上写到：“团队在开始前关闭了1个引擎，1个引擎自行制止，以是统共有31个引擎点火。但仍有充足的引擎进入轨道！”
我们许多读者大概并不相识，这种将大量小型发动机并联组合成载人登月火箭这种技能方案有多么伤害。由于，当一个体系变得复杂时，它的可靠性就会大大低落。SpaceX能并联云云多数目的火箭，同时还能包管体系运行的可靠性，这自己就是一件难于上彼苍的事变。
在上世纪60年代美苏暗斗期间，两边曾围绕载人登月举行过长时间的太空比赛。
由于技不如人和资金缺乏的缘故原由，苏联无法在同样的时间研发出像美国土星5号那样的大推力运载火箭。但随着美国的土星5号火箭在同期举行了多次乐成发射，苏联高层坐不住了。为了抢在美国阿波罗飞船之前完成载人登月使命，苏联高层乃至跳过了N1火箭的独立测试飞行测试，在该火箭的第一次发射时就为其搭载了同盟7K-L1登月飞船。

30个并联NK-33发动机：像不像煤气灶？
时间紧使命急，苏联的科研职员们只能寄盼望于鼎力大举出古迹了。他们将30台NK-33型发动机并联构成N1火箭的1级布局，用“众筹”的方式试图提拔火箭的1级推力。按理说，NK-33发动机的充足先辈，一度是人类汗青上推重比最高的火箭发动机，直到21世纪被SpaceX的默林火箭发动机逾越。
但题目在于，放在1969年1月的这个时间点上，构成N1火箭1级推进布局的30台NK-33发动机才刚刚出厂，并没有颠末点火测试，还由于各种调试过程以及发射景象条件不佳的缘故原由在发射台上被风吹日晒了四个星期。终极在1969年2月21日的第一次试验发射中，N1火箭由于1级火箭中的此中1个发动机的不测熄火，引发体系关闭了全部30个推进火箭。随后在点火3分钟后，N1火箭失去动力在间隔发射塔52公里处坠毁。
在共3年多的时间里，N1火箭举行了4次发射，无一破例地以失败告终。此中的第二次变乱里，由于此中1台发动机吸入异物，导致负担1级推进使命的全部30个发动机在火箭升空200米后全部熄火，进而致使N1火箭携带着2300吨推进剂在发射台坠毁并爆炸。

爆炸后的发射台
直到爆炸发生半小时后，现场职员才被答应走出掩体，而其时天空中还在下着火油雨。这次爆炸粉碎力相称于7000吨当量TNT，炸碎了方圆10公里内全部修建物的玻璃，火光在相距发射场35公里外的列宁斯克市都清楚可见。不外幸好由于疏散纵然，变乱并没有造成职员伤亡。但这次发射彻底炸毁了火箭发射台，导致工作职员用18个的时间对其举行了重修。在4次一连失败后，苏联被迫放弃了载人登月项目，在暗斗的太空比赛中徐徐落伍。
云云来看，SpaceX将凌驾30个引擎举行并联，难度显然不问可知。而这次的静态点火固然没有让飞船升空，但却意味着星际飞船完成了举行轨道发射前末了一步。接下来的3月大概4月，我们很大概就能看到星际飞船举行初次轨道飞行测试——间隔马斯克的火星移民筹划，又近了。
“总有一天，星际飞船会带我们去火星”。马斯克说道。

乐成点火，意味着什么？
SpaceX的星际飞船（Starship）由两个可重复利用的部门构成，一个是约70米高的第一级助推器Super Heavy，一个是50米高的航天器Starship。它们被统称为星际飞船——代表了一个完全可重复利用的运输体系，旨在将海员和货品运送到地球轨道、月球、火星及更远的地方。

Starship
星际飞船的第一代原型机为星虫（Starhopper），第二代原型机（Starship No.X）简称为SNX，X为编号。超重助推器（Super Heavy Booster No.X）简称BX，X为编号。
从2019年开始，星际飞船已履历过数十版的迭代和进化，此中部门原型机在测试中炸毁。到现在，航天器Starship迭代到了SN24，而助推器Super Heavy则为Booster 7。

航天器在上，助推器在下，两者均由SpaceX的猛禽发动机（Raptor）提供动力，以液态甲烷和液态氧 (CH4 / LOX) 为燃料。此中，助推器Super Heavy上有33个猛禽火箭发动机，而Starship上有6个。这次乐成举行静态点火测试的，正是底部的助推器Super Heavy。
值得留意的是，SpaceX在猎鹰9号火箭上用的并不是猛禽，而用液氧火油的梅林发动机（Merlin rocket engine）。固然它也可以或许撑到马斯克太空移民的目标地——火星，但在其上面却得不到增补的能源。而且，液氧火油轻易出现积碳、结焦，难以重复利用。
以是，SpaceX开辟了猛禽发动机，其动力泉源正是火星上能制造出来的——甲烷。

Raptor猛禽火箭发动机
猛禽发动机是天下上第一种实用化的甲烷火箭发动机，同时也是天下上第一种实用化的全流量分级燃烧火箭发动机。
所谓的全流量分级燃烧发动机，是通过利用多个燃烧室，部门燃料先辈入预燃室燃烧，产生的推力再推动涡轮泵，驱动全部燃料进入主燃烧室燃烧并产生推力，可以将每一丝的燃料都转换成推力。

猛禽发动机的直径仅有为1.3米，室压约30兆帕，单台推力不低于200吨，只管推力略小于蓝色劈头（亚马逊首创人贝索斯的贸易太空公司）的BE-4，但体积和燃料使用率却远优于后者。

猛禽火箭发动机
但与其说猛禽发动机是烧甲烷的，不如说是“烧钱”的。
在2009-2015年间，猛禽发动机不停由SpaceX公司自筹资金研制到2016年，美国空军决定支持SpaceX公司的液氧/甲烷发动机研制项目，并提供了3360万美元的研制资金，但同时还要求SpaceX本身也要投入6730万美元的研制经费
以是，复用性也是猛禽发动机开辟的底子要求之一。马斯克之前表现，将来安装在星际飞船上的猛禽发动机可免维护利用100次，简朴维护后可以重复利用1000次。
理论上，复用次数越多，意味着单次发射的本钱越低，终极“太空船票”也就会越来越自制。但短期内，太空观光还是有钱人的游戏。
上太空，还是富人的游戏
任何事物都是明码标价的，太空观光也不破例。
2022年4月，载有首个全布衣乘组的美国“SpaceX Crew Dragon”商用飞船抵达国际空间站。除NASA前宇航员迈克尔·洛佩斯-阿莱格里亚之外，此次搭乘飞船到场太空观光的搭客还包罗美国人拉里·康纳、加拿大人马克·帕西以及以色列人伊尔坦·施蒂比。这3位搭客各自要为观光付出5500万美元。
贝索斯的蓝色劈头，初次亚轨道飞行的票价高达2000万美元，在可重复利用的运载火箭的资助下，现在的票价已降至每次二三十万美元之间。

蓝色劈头
理查德·布兰森领导的维珍银河客岁发售的太空观光机票售价为45万美元，但要先付15万美元押金，观光时长为90分钟。期间将提供几分钟的离座失重体验和地球景致观赏项目。
与蓝色劈头和维珍银河在“太空边沿”观光差别，SpaceX的太空观光是正儿八经的要送富人们到玉轮上去。日本富豪前泽友作（Yusaku Maezawa）在2018年重金包下的SpaceX绕月之旅的全部座位。在2022年12月，他公布了10名机组职员，此中还包罗了韩国明星BIGBANG成员TOP。

前泽友作的机组职员
这次绕月之旅，是要到达间隔月球外貌200公里以内的地方。最初筹划利用猎鹰重型与龙飞船的组合运载器，但厥后改为星际飞船（Starship），也就是这次举行发动机静态点火测试的那艘。
最早的筹划是2023年四序度发射，但以如今的进度来看，固然星际飞船的静态点火测试完成，但真正要奔赴月球仍有待时日。
在发动机静态点火之前一天，SpaceX总裁兼首席运营官 Gwynne Shotwell公开表现，星际飞船必要颠末数百次无人飞行验证后，才气用于载人飞行。星际飞船会先用于载人登月使命，而后再思量在登岸火星使命中利用星际飞船。星际飞船初次载人登岸火星的目的时间，大概可以是在2030年。
末了能不能上月球和火星再说，至少如今的SpaceX靠已经开始有红利的迹象了。Shotwell表现，SpaceX公司的关键业务线正在红利，美国国家航空航天局所依靠的重要火箭发射服务之一已经成为该公司的红利泉源之一。

马斯克的火星移民筹划
客岁，SpaceX取得了几个新的里程碑成绩。该公司在2022年共发射了61次火箭，险些是2021年31次发射的两倍。猎鹰9号运载火箭也借此成为了一年内单一型号发射次数最多的火箭。别的，SpaceX的卫星互联网服务星链（Starlink）的用户凌驾了100万。她还表现，在2022财年，若不包罗发射相干费用，星链有一个财季现金流为正。
写在末了
在SpaceX的官网上，写着马斯克曾说过的话：“你想要早上醒来睁开眼睛时，盼望我们的将来会更好——这就是作为一个太空文明的意义地点。就是信赖将来，以为将来会比已往更好。我想不出另有什么比去宇宙中，在那边和星辰在一起更令人高兴的了。”
但现在看来，太空观光的高兴感都是留给富人们去享受的，平凡老百姓们还在为特斯拉涨涨跌跌的那几千块，而争论不休。
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