星舰爆炸失败 马斯克却祝贺 员工们竟欢呼开香槟(图)

差评/ 智谷趋势Pro 0

今晚,全球瞩目,“钢铁侠”马斯克 “送人类移民火星”的梦想到了关键一步。星舰首次发射升空。不过,失败了。

4月20日北京时间21时33分,美国太空探索技术公司(SpaceX)的重型运载火箭“星舰”满载着超过4500公吨推进剂从得克萨斯州起飞,但在升空3分钟后爆炸,航天器未能成功进入预定轨道。团队将继续审查数据并为下一次飞行测试努力。



刚刚,SpaceX公司首席执行官马斯克在推特对此次爆炸作出回应,称通过此次任务为几个月后的下一次测试发射吸取了教训。“在一次令人兴奋的‘星舰’测试发射后,祝贺SpaceX团队!为几个月后的下一次测试发射学到了很多东西。”马斯克称。



“ 我在人间赚这么多钱,就是为了把所有人都送上天!”

马斯克 3 年前在推特上和网友畅谈自己的火星梦时,放下的豪言壮语。



现在,他还得再等等。

今晚 9 点半左右,吸引了全世界关注、承载了马斯克火星梦的星舰,在预发射成功上天之后几分钟,化作了一团昂贵的烟花。



但从 SpaceX 现场的欢呼声,甚至还有员工开了香槟庆祝看起来,这次星舰成功离开发射台已经是一个巨大的成功了。



坐在现场一线观战的马斯克,情绪似乎还比较稳定。



目前看来,这次星舰炸了,肯定没有完成最完美计划里的近乎绕地一圈飞行,但从各方反馈来讲,它的发射至少是取得了一定成果的。

马斯克自己也在推特上表示公司“ 学到了很多东西 ”,并表示“ 几个月后将进行下一次试射 ”。



这件事呢,在国内也是瞬间爆了热搜。秉着吃瓜也要吃得最专业的精神,今天世超就和大家好好唠唠,这次星舰发射,凭啥这么受关注。





 首先,这个 120 米高、可以装载 100 吨货物、100 名人类乘客的星舰,生前击败了土星五号,是人类历史上最大、推进力最强的火箭。



上面这串纸面数据,确实能说明星舰又猛又大。

但搁现在蓝星上,不少公司比如波音,估计也能拍胸脯保证,“ 只要差评君钱管够,保证把差评号做的比星舰还大,反正飞不飞得起来另说。”



 除了大和猛,星舰更吸引人的,其实是它从头到脚,每一个螺丝都在向全世界说:“ 我真是为了每个人都能飞去火星设计的。”

什么意思呢?

星舰主要由两部分组成,上半部分是星舰太空舱,大约长 50 米,下半部分是名为“ 超 TM 重( Super Heavy )”的推进火箭,大小更是达到了 70 米长,这部分就已经能塞进 SpaceX 自家的猎鹰重型火箭全部了。



马斯克也不是人傻钱多就喜欢做大火箭,主要是因为在他看来,运载力得足够高、动力得足够大,才能满足人类外星移民的需求,所以打从开始,星舰就是往大、高去设计。

除此之外,另一个马斯克很看重的点就是,发火箭一定得足够便宜,人类要能负担得起。

大家都知道发火箭很贵,而要发跨星球的火箭,那就更贵了。

我们拿去年 NASA 阿尔忒弥斯登月计划发射的 SLS 火箭为例,每放一个 SLS 牌窜天猴,NASA 要花 41 亿美元,摊下来大概是每千克 6 万美元。



 

而根据马斯克自己的话( 当然不排除有夸张的成分 ),每放一个星舰牌窜天猴,只要 100 万美元,摊下来每千克 10 美元。

为什么星舰能这么省?

其中一部分原因,来自 SpaceX 引以为傲的回收技术。

我们都知道,在火箭发射里头,箭体成本占了大头,一般的火箭发射都是管发不管收,一旦把火箭发射做成可重复的,成本就会大大降低。

所以为了实现星舰的发射+回收,SpaceX 想尽了办法。

他们给星舰配了一个更高的发射塔,名字叫做“ Mechazilla ”,这个发射塔上有两个机械臂,SpaceX 管它叫“ 筷子 ”,别小看这两个霸王龙前爪,人家在星舰发射和回收上有着大用处。



在发射时,“ 筷子 ”主要就用来组装星舰,和一般脚手架没什么区别。

而到了回收时,“ 筷子 ”就牛了,星舰飞船和“ 超TM重 ”推进火箭都得靠“筷子”最后一夹来保证回收稳当。

靠着这套回收系统,“ 超TM重 ”推进火箭不仅有去有回省了钱,还非常省时间。

 

每次“ 超TM重 ”送走一个星舰飞船,分离后的它就会返回到发射架上。经过简单的燃料补充、检查之后,再装上一个新的星舰飞船就能再次起飞,省去了来回厂房组装的时间,从而实现马斯克设想中一天发射 3 次星舰飞船。

这效率,我们家长途客车都不带这么发车的。



 

而其中最科幻的,还得是星舰飞船的回收。

推进火箭,“ 超TM重 ”飞得不高,所以回收时的速度没那么快,难度自然要小些。

但星舰飞船可是从地球外回来的,当它“ 再入 ”大气层时,速度只比第一宇宙速度(7.9km/s)慢点。

并且 SpaceX 为了装载能力,放弃了主流火箭回收的“ 降落伞 ”方案,直接扔掉了大部分引擎、降落伞,甚至连起落架都没有。至于“ 再入 ”大气层需要的减速,则主要依靠自由落体时,“ 屁股 ”挤压大气产生的反作用力。



为了尽可能增大这部分反推力,星舰会被控制在一个 60-70 度的角度下降。

 在这期间,星舰飞船会像个大火球一样产生大量热量,为了隔热,星舰飞船靠近地球的一面装满了黑色的六边形隔热瓦,搭配里面的隔热膜和飞船本身的不锈钢材料,保证不会半路就烤死乘客。



等星舰飞船降到了足够低的角度,就会利用本身自带的几个发动机,以及箭身上的向导羽翼,进行不同组合的动力控制。

在进一步减速的同时,把空中的自己掰直,保证垂直降落到发射台被“ 筷子 ”夹住。

这个难度有多大?之前 SpaceX 的猎鹰 9 号的回收,相当于是让一支铅笔飞过帝国大厦头顶之后,再精准垂直落到只有鞋盒大小的着陆点,而星舰飞船的回收难度只会比这个更大。

姿态控制、点火力度、材料结构……全是难点。

星舰前几次小型试飞可炸了不少


除了这些出人意料的设计,星舰使用的燃料也是前些年航天里并不重视的液氧甲烷。一方面出于成本考虑,另一方面是因为马斯克觉得在火星上,制备液氧甲烷远比制备其它燃料容易得多。

至于它身上更多的各种技术创新,世超再熬个几次夜也写不完,咱们等到下次发射的时候,再细细来聊。


总之,星舰虽然炸了,但我们倒也不必遗憾或者嘲笑,早在这次预飞行之前,马斯克已经给大家打过预防针,说星舰在试飞中成功之前可能需要多次尝试。

至于这一次测试,星舰能成功飞离发射台,就已经避免了最坏的情况。要是把发射台炸坏了,修修补补真的是费工又费钱。

所以,现在只要 SpaceX 的工程师找到这次发射的问题,他们就可以在其他早就备好了的原型星舰上改正,这正是 SpaceX 公司一直秉承的口号:“ 快速失败,但学得更快 ( Fail fast, but learn faster )”。

现场的SpaceX工程师超级兴奋


或许真就几个月后,我们能等到星舰再一次试飞。

按照马斯克之前的规划,一旦星舰被验证成功,SpaceX 将以每年 100 艘的速度生产,然后一周双飞,到 2050 年之前成功实现火星殖民。

就算目前的进度稍微落后于计划,但星舰已经在一步步证明,人类的未来绝不仅仅在地球。

普通人也许已经开始期待一天三趟的星舰“航班”,嗖一下就被发射到了火星。

但对于SpaceX的对手们,这次要是成了简直是“噩耗”。星舰如此大的载荷、如此低的成本,如此便利、频繁发射的能力,势必将对手卷到无路可走。这一点参考特斯拉降价引发的电动车血拼。

在美国,波音、洛克希德马丁这些传统航天巨头已经被逼到了墙角。美国其他的私营航天公司的日子也不好过,比如马斯克好友布兰森的维珍轨道已经宣布破产重组,火箭实验室刚刚因为硅谷银行倒闭损失了几千万美元,还有不少初创航天企业也在生死线上挣扎,“星舰”要是搞成了,它们就更活不下去了。

这样的事情,NASA(国家航空航天局)的几个“亲儿子们”可是有过惨痛教训的。

在SpaceX之前,波音和洛克希德马丁才是“国家队”。但由于其表现拙劣,NASA前往国际空间站不得不去蹭俄罗斯的“车”,每位乘客7600万美元的天价,让NASA肉疼。“亲儿子”更坑,每次发射都要坑走几亿美元。

在NASA被国会砍经费后,NASA觉得必须引进“鲶鱼”敲打敲打“亲儿子”了,于是推出了“商业运输服务”项目招标。SpaceX那时候作为年轻的初创公司,愣是靠PPT就拿到了一笔种子投资 3.96亿美元合同,成功当上了NASA的“干儿子”。

当然,这只是其中的一个民间版本故事。

另一个版本是这样的,星海情报局《马斯克的靠山有多硬?》文章提到,

老天爷对于马斯克是非常眷顾的,他遇到了贵人麦克·道格拉斯·格里芬。

2005年,格里芬同学升官了。从IQT的CEO变成了NASA掌门人——直接成了美国航天系统的一把手。

然后,格里芬同学构思出了COTS(商业轨道运输服务)计划,并果断地批给了SpaceX一笔高达2.78亿美元的奖励,随后还把SpaceX选定为计划执行方,又批了3.96亿美元的经费。
……
格里芬人家自己说的:SpaceX有85%的资金都来自于政府资助,NASA的那些经费奖励主要就是由他本人牵线搭桥。

拿到合同时,SpaceX技术上并不成熟,发射“猎鹰”火箭三连炸,濒临破产,直到2008年第四次才成功。

很多人说SpaceX的技术都是NASA给的,马斯克不过是捡了个便宜。实际上,NASA深度参与了全过程,NASA给钱给SpaceX一定程度也是做技术研发,说白了,也算是一个风险投资机构。

2020年5月,NASA 招募了 SpaceX、蓝色起源和 Dynetics 三家私营航天公司,让它们给“阿尔忒弥斯”新登月计划开发着陆器 (Human Landing System, HLS)。出乎业界意料,SpaceX击败了由蓝色起源牵头的“国家队”和达因公司牵头25家分包商组成的“小企业队”,拿下了金额高达29亿美元的大订单。

以为胜券在握的蓝色起源沦为陪跑,蓝色起源愤怒地把NASA告上了法庭,但NASA 报告显示,SpaceX的报价是低的。安全可靠是NASA把宇航员交给SpaceX的必要条件,却不是充分条件,另一个必要条件是,物美价廉。

物美价廉,这一点甚至让中国都不得不服。

比如航天材料的选择上,材料界鄙视链是这样的:宇航级>军用级>工业级>消费级。

发射火箭过去都是国家工程,往往不计代价、不计成本,宇航级的材料是基本配置。但SpaceX总是喜欢用工业级的方式去做宇航级的事,在马斯克看来五菱宏光和玛莎拉蒂没有本质的区别,只要能到达目的地即可。

你敢相信吗?“用不锈钢造飞船”这种匪夷所思的想法居然会成为现实。

2018年11月,马斯克突然宣布“全不锈钢版”箭船组合概念,把箭体材料从碳纤维复合材料彻底改成不锈钢。

你可能会问,火箭不是最怕材料重么,星舰为什么从上到下都用密度这么大的不锈钢?

其实吧,不锈钢是很好的东西:耐高温,强度高,易加工,就是有点重,这对上天来说是个大麻烦。不锈钢很少在航空航天领域用。

但奈何人家便宜啊!碳纤维材料每公斤135美元,不锈钢只要几美元,零头都不到。而且碳纤维材料制造的外壳,报废率高达35%,相当于每公斤成本增加到了200美元。

至于重量怎么解决,SpaceX告诉你:只要推力大,板砖能上天。多搞几台发动机,照样把你送上去。

SpaceX有大推力且疯狂并联的“猛禽”发动机。中型火箭就用9台,重型火箭就用27台,不够的话,就再加。这次发射的星舰一级助推器 " 超重 " ( Super Heavy ) 就配备了多达 33 台第二代猛禽发动机。

又比如最核心的芯片。中国独立自主研发的北斗卫星上的航天芯片,单片价格高达900万,但SpaceX继续搞“大牌平替”。

我国民营卫星公司九天微星的九天粒波(笔名)曾撰文探讨SpaceX在主控系统的芯片组上极强的成本控制能力。

「以现有载人飞船搭载的星载计算机和控制器举例,单个控制器价格为500万人民币左右,一共14个系统,为了追求高可靠性,每个系统1+1备份,一共28个控制器,成本总计约1.4亿人民币!
而SpaceX的龙飞船主控系统的芯片组仅用了2.6万人民币,成本相差5348倍!」

技术的东西咱也不懂,只知道SpaceX没有选择用贵族宇航级器件,而是选择了经典厂牌Intel的X86双核处理器。另外,人家操作系统用的是Linux,还有LabView和Matlab;软件工程用的是C++,有些时候也用Python。得了,反正怎么低配怎么来,能用二锅头搞定的千万别用茅台。

减配到极致就算了,“重复使用”才是Space X星舰压缩成本的关键。

在马斯克之前,几乎所有人都认为火箭发射出去爆炸是天经地义的事情,马斯克却认为,汽车是可以重复利用的,轮船可以重复利用的,为什么火箭不能重复利用呢?

SpaceX可回收重复利用的独家技术,这次星舰也安排上了。比如快速重复使用的超重助推器(Super Heavy)。这个助推器总推力是土星5 号的两倍,可在发射后着陆快速重复使用:从开始返回地球计算,超重助推器能在6 分钟内完成返回,30 分钟内重新加注,并在第一次发射后约1 小时准备好再次发射。

在SpaceX之前,火箭发射是一件成本极高的事情。比如航天飞机发射一公斤载荷的成本高达50000多美元,中国的长征3B火箭价格最低也在6000美元左右,而SpaceX最新的“猎鹰9号”和“猎鹰重型”则已经可以把成本下探到3000美元以下,如果“Starship星舰”成熟还将降价到200美元/公斤。

正如52赫兹实验室有段特别形象的表述:这相当于你买了一辆5万的车,结果马力堪比F1,内饰档次超过奔驰,操控性比宝马还好,你说这玩意是不是个怪物?而且价格只卖你五万....

所以,NASA有什么理由不选SpaceX呢?

坊间有个说法——“马斯克的核心竞争力在哪?不怕炸。”

管它三七二十一,快速试错快速迭代。比如星舰的原型机SN系列,计划从SN1到SN20,炸20次搞定。

2020年2月28日,SN1,地面压力测试,爆炸。
2020年3月9日,SN2,通过压力测试。
2020年4月3日,SN3,低温强度测试,解体。
2020年4月27日,SN4,通过低温耐压测试;5月30日,静态点火试验,爆炸。
2020年8月4日,SN5,完成150米跳跃飞行。
2020年9月3日,SN6,再次完成150米跳跃飞行。
2020年9月22日,SN7,破坏性测试。
2020年11月10日,SN8,完成12.5公里高空飞行,落地时爆炸。
2021年2月2日,SN9,再次高空飞行,落地时爆炸。
2021年3月3日,SN10,再次高空飞行,成功落地,但几分钟后爆炸。
2021年3月30日,SN11,浓雾中起飞,下降时爆炸。

这一口气练废了11个,马斯克觉得没必要飞SN12-SN14,直接上SN15。2021年5月5日,SN15完成10公里高空飞行,并成功着陆。

这次发射,只要不把发射台炸了,Space X也无所谓,同样能在很短的时间内再次升空。

也就是马斯克。他完全不是在用传统的思维搞航天航空,而是用创投的思维。

风云学会的陈经就说,马斯克用IT创投手法操作航天。因为IT创投圈的资金真的会在项目论证很弱的情况下,就开始大搞,冒险思维主导。风投成功率如果有5%都算是不错的了,业界其实对项目失败习以为常。而SpaceX正是如此,在前期多次发射失败。

如果按各国航天业的传统做法,SpaceX早就被断了经费整顿队伍八百回了。但是按IT项目来评估,SpaceX不断尝试失败是司空见惯的正常节奏,成功了就是“里程碑”,估值提升,更多投资进来试更大的事。

马斯克这样的企业家是中国商界的稀有物种,正如罗永浩感慨的,“今天在中国火热无比的全民创业,几乎也全都是互联网项目。互联网当然没什么不好(我们热爱互联网),但正如杰夫·汉默巴彻所说的那样,‘我们这一代人中最优秀的头脑,都在思考如何让人们点击广告,这太糟糕了。’”

颠覆者从来都不是在原有行业诞生,人们急切渴望划时代的硬科技诞生。但正如《从0到1》的作者彼得·蒂尔感叹的:“我们想要一辆会飞的汽车,得到的却是140个字符”。

但马斯克却是罕见把梦想变现实的“钢铁侠”,SpaceX改变了人们探索宇宙的方式,PayPal改变了人们的支付方式, SolarCity改变了人们能源供给的方式,特斯拉改变了人们的出行方式。

我觉得几个中国商界大佬对马斯克的评价都意思的。比如360公司董事长周鸿祎曾评价马斯克:只有“疯狂”两个字才能形容马斯克。凭借着兴趣和感觉就冲进一个陌生行业,如果是一个光脚的这样做,似乎还说得过去;但如果一个已经成功的亿万富翁、一个享有成功荣誉的投资人这样做,敢把自己几乎全部的资产投入与以前成功的行业毫无关系的地方,而且还是两个陌生行业,我想这才是真正的梦想驱动力。

这次,虽然星舰还是炸了,但我还是要致敬这个梦想家,或许二三十年后我们在火星,仍会感激今天还有人在拼命创新。





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文章来源: 留园 查看原文
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