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萬維讀者網 > 天下論壇 > 帖子 版主:納川
他顛覆了整個行業—(下)
送交者: 湮滅之城 2024年10月18日16:34:40 於 [天下論壇] 發送悄悄話


今天,看到著名“後院攝影師”麥卡錫(Andrew McCarthy)拍攝的SpaceX第五次綜合飛行測試(IFT-5)發射與回收的靚照,唯“驚艷”二字可以形容。

IFT5合成圖.jpg


麥卡錫的攝影以探索宇宙為主題,他在亞利桑那州家的後院創作了許多精彩紛呈的天文攝影作品。而這一次的SpaceX歷史性發射,他又做到了。據介紹,這是一張2.8億像素的合成照片,包含了發射過程中的各個重要時刻。攝影師將照片命名為:人類的一個小收穫

是的!這句話在13SpaceXIFT-5獲得成功後被屢屢提到,當SpaceX巨大的機械手臂在空中柔順地捕獲到返回的星艦超重型助推器、並平緩地將其納入到自己懷中時,這無疑標誌着航天領域的一次重要突破。

但在馬斯克看來,這只是“人類的一個小收穫”。

馬斯克的腳步一旦啟動,是停不下來的。獵鷹9號的運載能力已經足以令人震驚,但接下來的星艦,則更是對之前系統的顛覆。

也許有人面對獵鷹、龍飛船、星鏈、猛禽和星艦這些五花八門的名稱感到困惑,弄不清它們之間到底是什麼關係?

簡單說,SpaceX在整個航天系統中的服務涉及兩大類,即運載工具(火箭)和有效載荷(衛星或飛船)。

獵鷹,屬運載工具一類。目前已開發了三款:

1)獵鷹1號(Falcon 1):屬小型火箭,可將數百公斤的載荷送入近地軌道。它於2009年退役。

2)獵鷹9號(Falcon 9):屬中型火箭,可將22800公斤的載荷送入軌道,其第一級由9台默林發動機組成,設計具有逆向推進着陸、回收和再次飛行能力,最新型號為2018年升級後的Falcon 9 Block 5

3)獵鷹重型(Falcon Heavy):屬重型火箭,可將高達63800公斤的載荷送入近地軌道(LEO),或將26700公斤的載荷送入地球同步轉移軌道(GTO)。其第一級的核心使用3個改進的獵鷹9號,共有27台默林1D發動機。它於201826日成功完成首次飛行,將馬斯克的私人特斯拉跑車發射到了日心軌道。

Falcon Heavy Side Boosters landing on LZ1 and LZ2 at Cape Canaveral.jpg

獵鷹重型火箭在卡納維拉爾角着陸區1和着陸區2上着陸


龍飛船(Dragon),屬有效載荷一類,作為一種太空艙,主要用於運送人員和貨物到較低的地球軌道,諸如幫助向國際空間站(ISS)運送補給、將宇航員送入太空等。龍飛船通常與Falcon 9搭配使用,用以完成所需的航天任務,包括載人航天。

The COTS 2 Dragon is berthed to the International Space Station (ISS) by Canadarm2.jpg

龍飛船通過“加拿大機械臂2號”(Canadarm2)與國際空間站對接


星鏈(Starlink),屬有效載荷一類,指構成全球衛星互聯網的、由數千顆低地軌道(LEO)衛星組成的“衛星星座”。

始發於2015年的星鏈,其目標是滿足全球對低成本寬帶功能的巨大未滿足需求。該有效載荷的原型試飛衛星於2017年在SpaceX Paz衛星任務中發射。20195月,SpaceX搭載獵鷹9號發射了首批60顆衛星。該星座的測試運行於2020年底開始,首批訂單始於2021年初。向客戶提供的互聯網服務速度為50Mbit/s150 Mbit/s,延遲為20毫秒—40毫秒。202212月,星鏈在全球擁有超過100萬用戶。

20246月,SpaceX推出了星鏈天線的緊湊版“Starlink Mini”,專為移動衛星互聯網使用而設計。早期版本售價599美元。迷你天線的尺寸是標準版的一半,重量是標準版的三分之一,具有內置WiFi路由器、更低的功耗和超過100 Mbps的下載速度。

Starlink_Mission_(47926144123).jpg

部署在火箭上堆疊在一起的60顆“星鏈”衛星


星艦(Starship),則是將運載工具和有效載荷合二為一。它由兩部分組成:

1)星艦助推器(Super Heavy Booster):屬超重型火箭,是星艦的第一級助推器,完全可重複使用,其載荷能力非常強大:可將約150噸的載荷送入近地軌道(LEO),或者可將約100噸的載荷送入地球同步轉移軌道(GTO),或者可將約50噸的載荷送入火星或更遠的深空。

2)星艦載荷(Starship Payload):包括可重複使用的星艦第二級助推器和主飛船部分,它既能攜帶人員,也能運送貨物,其設計可用於前往月球、火星及更遠的深空任務。

由此可知,獵鷹是運載火箭,龍飛船是衛星或飛船,它們都已經成熟並在商業發射市場中發揮了重要作用。而星艦是它們兩者之和,代表了SpaceX未來的探索,是公司的下一代產品,目的是替代Falcon 9,將服務擴展到深空探索領域。

所有這些,共同構成了SpaceX商用發射和探索能力的框架。

Screenshot (376).jpg

猛禽發動機

 

那麼猛禽呢?

猛禽(Raptor):則是專門為星艦設計的正在開發的一種先進的液體火箭發動機。它有着比默林發動機更高的效率和推力。與默林發動機使用航天煤油和液氧不同,猛禽使用的燃料是甲烷和液氧,這十分有助於利用未來的行星資源(如火星上的CO₂和水)進行原地生產,對於星際旅行和星際定居至關重要。猛禽將是未來星艦助推器和星艦載荷的核心推進器。前者用作起飛階段的超重型助推(第一級),後者用於長途太空旅行中的飛行控制等(第二級……)。

如此顛覆性的技術,如此大膽的產品設計配套,如此短的更新周期,這在航天領域中是非常罕見的!

然而,所有這些,在馬斯克看來,好像一切就是這樣自然而然地發生了,並不感到驚訝。

在不少人眼中,馬斯克就是一個“瘋子”,完全是不着邊界地異想天開,人們看着他表演,等着他撞牆,可等來的分明是一個個不可思議的奇蹟!就拿猛禽來說吧,隨着一天天、一次次的靜態點火測試,太空之路上的障礙一個個被清除。202328日,技術人員為BN7助推器準備了第一次靜態點火測試。此前數月,就在德州博卡奇卡附近的SpaceX星際基地,地面工作人員試射了714B7猛禽2發動機,持續713 秒。而此次,將有33台發動機同時全部點火。

為了此次活動,周邊道路封閉12小時,博卡奇卡村被提前告知會有超壓出現的可能,提醒居民注意故障可能導致衝擊,震碎窗戶。而NASA和多家媒體都進行了現場直播。

現場直播,意味着任何失敗都會在眾目睽睽之下,無處躲藏。什麼是自信,這才是!失敗,也是自信的失敗。

點火了,結果:31台猛禽點火成功,僅有兩台沒有點火,但這完全在允許範圍,測試取得了成功,同時還創下了單次助推器點火產生的推力的新紀錄!

20starship-launch-unscheduled-disassembly-sub-chkv-superJumbo.jpg

人們對2023420日“星艦”升空後爆炸的畫面仍記憶猶新

 

毫無疑問,SpaceX的發展始終與失敗相隨:

2006324日:獵鷹1號首次發射失敗。火箭升空25秒,因燃料泄漏和火焰損壞導致引擎熄火,火箭墜入海中;

2007321日:獵鷹1號第二次發射失敗。火箭在進入軌道過程中,因二級火箭早期分離失敗,未能進入預定軌道;

200883日:獵鷹1號第三次發射失敗。其原因是一級和二級火箭未能正確分離。

2012108日:獵鷹9號在執行國際空間站補給任務時,遭遇一台引擎故障。儘管任務總體成功,但次要任務衛星卻未能進入預定軌道。

2015628日:獵鷹9號首次發生重大故障,致使第7次國際空間站補給任務在升空兩分鐘後爆炸。原因是氧氣罐支架斷裂。

201691日:獵鷹9號在發射前的常規靜態點火測試中爆炸,造成價值2億美金的Spacecom Amos-6通訊衛星損毀。馬斯克稱這次事件是SpaceX歷史上“最困難、複雜的一次失敗”。事後分析中,SpaceX檢查了將近3000條遙測和影像數據,最後得出爆炸的原因是火箭的液氧過度冷卻凝固,隨後與氦氣艙的碳複合材料艙壁發生反應所致。儘管這不屬於發射失敗,但為了查找事故原因,公司陷入了四個月的停滯。

2020129日:星艦原型SN8測試失敗。SN8在完成高空試飛後的着陸過程中,由於燃料系統壓力不足,導致火箭以高速度墜毀。

202122日:星艦原型SN9測試失敗。SN9在高空飛行測試後,未能成功垂直着陸,最終爆炸。

202133日:星艦原型SN10測試失敗。儘管SN10成功着陸,但着陸後不久火箭發生爆炸,原因是燃料泄漏和着陸過程中的衝擊損壞。

2023420日,“星艦”的首次軌道飛行測試在助推器分離前,於墨西哥灣上空發生爆炸。當時的發射是成功的,但之後助推器多個發動機逐漸出現故障,飛行器失去控制並不穩定地旋轉,直到自動飛行終止系統被激活,人為將火箭摧毀。然而,馬斯克、SpaceX和其他熟悉航天業的人士都稱這次試飛是一次成功。

20231118日,SpaceX進行了第二次綜合“星艦”測試,兩艘飛船飛行了幾分鐘後分別爆炸。

2024314日,“星艦”第三次發射取得成功,並首次到達其計劃的亞軌道。但此次飛行因助推器在着陸前不久出現故障而終止,飛船在重返印度洋時失蹤。

SpaceX正是在一次次的失敗中推動了其領先與他人的技術改進與創新。人們經常可以在屏幕上看到發射或者回收現場那些令人沮喪的失敗畫面,那畫面的背後,是馬斯克那雙充滿血絲的眼睛……

面對失敗越斗越勇,是無數成功者所必須具備的特質,而馬斯克更是超乎他人!

Falcon_9_Flight_20_OG2_first_stage_post-landing_(23273082823)_cropped.jpg

獵鷹9號的首次陸路回收成功

 

與一連串的失敗交替出現的,是成功,是一個個前所未有、令人振奮的精彩畫面:

201512月、獵鷹9號第20次飛行任務中,一級推進器成功着陸,實現了陸路回收。


Falcon 9 first stage on an autonomous spaceport drone ship (ASDS) barge after the first successful landing at sea, SpaceX CRS-8 mission.jpg

獵鷹9號的首次海上回收成功

 

20164月,獵鷹9號一級推進器成功着陸於大西洋上的“當然我還愛你”號無人駕駛着陸船上。


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使用回收後的火箭進行二次發射,將SES-10衛星送入太空

 

20173月,SES-10衛星搭載獵鷹9號火箭發射升空。這是首次將帶着有效載荷的、回收復用的火箭重新發射到太空,第一級火箭再次被回收,同時也是重複使用的軌道級火箭的首次着陸。


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NASA宇航員本肯(Bob Behnken,左)和赫爾利(Doug Hurley)於531日安全抵達國際空間站

 

2020531日,SpaceX成功將兩名NASA宇航員通過載人龍飛船送入軌道,這使SpaceX成為第一家將宇航員送往國際空間站的私營公司。


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堅韌號濺落後的回收

 

2021年,首次為私人提供付費的載人航天飛行。該任務是通過獵鷹9號運載火箭,將搭載的載人龍飛船堅韌號(Crew Dragon Resilience),從佛羅里達肯尼迪航天中心發射升空。飛船太空艙被送入近地軌道,大約三天后堅韌號濺落大西洋。結果,該任務圓滿結束。

20169月,馬斯克對外宣布了正在研發的行星際運輸系統(ITS),它將用於載人行星際航行。2017年,馬斯克將其更名為“星艦”(Starship)。

2017年,SpaceX已經占據了45%的全球商業發射市場份額。至20183月已完成了100多次發射,合同收入達120億美元。SpaceX因此成為全球領先的商業發射提供商。

20208月,SpaceX完成了高達19億美元的融資,創下了私營公司單筆融資的最高紀錄,公司估值升至460億美元。

2021年,SpaceX的估值升至1003億美元。

2022年,SpaceX的估值達到1270億美元。

2022年,獵鷹9號創下了單年發射單一類型火箭次數最多的世界紀錄——全年共發射61次,約每6天發射一次。

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獵鷹9號從范登堡太空基地發射期間,位於加州霍桑的SpaceX辦公室的夜景


馬斯克就像是一個天不怕地不怕的孩子,不時地闖入常人避之不及的禁區。由於他的存在,整個航天發射市場被搞“亂”了。

SpaceX的低發射價格,給它的競爭對手造成巨大的壓力,尤其是對地球靜止轉移軌道(GTO)通信衛星發射市場更是如此。2013年之前,公開競爭的通信衛星發射市場一直由阿麗亞娜空間公司(發射阿麗亞娜5號)和國際發射服務公司(發射質子號)主導,可如今,情況變了。

目前,獵鷹9號是業內最便宜的火箭,其低地球軌道的發射價格為每次5650萬美元,靜止轉移軌道的發射價格為每次6200萬美元(不回收火箭的情況下。如果考慮回收第一級火箭,因為存在回收操作費用,價格會略高)。而獵鷹重型火箭則適合更重的靜止軌道衛星,或者多個衛星的發射,它的每次發射價格大約9700萬美元。如果考慮回收助推器和第一級,價格將接近1億美元。當然這只是一般的估算。

與之相比,歐洲航天局(ESA)的阿麗亞娜5號(Ariane 5)火箭,其每次發射費用約在1.65億—2億美元之間,是SpaceX的兩倍。高成本的原因主要是火箭無法重複使用、發射流程複雜以及歐洲相對較高的工業成本。

不僅如此,SpaceX還結束了聯合發射聯盟(ULA)對美國軍用有效載荷的壟斷,在國家安全發射領域引入競爭。此舉逼得ULA差點破產。

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位於德州SpaceX星際基地的星艦組裝大樓


2024716日,馬斯克決定將總部從加州的霍桑,遷到德州布朗斯維爾的SpaceX星際基地。這是因為其時剛剛通過的加州AB1955 法案,以及之前的其他若干法案,禁止學區要求教師通知家長學生性取向和性別認同的變化,將對家庭和公司都造成了打擊。

學生選擇變性,卻禁止告知家長?這是什麼狗屁法案!馬斯克忍無可忍。儘管有人認為,馬斯克的搬遷是象徵性的,因為SpaceX的大部分工作仍在霍桑。但這是一種態度,有態度要比沒態度強。

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SpaceX 麥格雷戈發動機測試設施的鳥瞰圖


對馬斯克的詬病從來就沒有斷過,這是為一切特立獨行的人所預備的,就看你頂得住頂不住。

據說,SpaceX在整體上是以男性為主的員工文化,整個航天行業也大都如此。202112月,5SpaceX前員工(包括實習生)聲稱在工作場所受到性騷擾。她們聲稱自己曾受到不受歡迎的騷擾和不愉快的互動。還有報道說,公司存在性騷擾文化。而且,向高管、經理和人力資源官員提出的投訴基本上沒有得到解決。

還有一些員工聯名寫了一封公開信,譴責“馬斯克在推特上有害的行為”,還要求該公司明確定義SpaceX的“零容忍”政策。第二天,SpaceX總裁肖特韋爾宣布,那些參與這封信的員工已被解僱,並聲稱在工作日期間向員工發送了未經贊助、未經請求的調查問卷,有些人稱在壓力下簽署了這封信。

20225月,《商業內幕》的一篇文章指控馬斯克在2016年在私人飛機上與一名SpaceX空姐發生了不當性行為。

20246月,8名此前因撰寫針對馬斯克的公開信而被解僱的前員工,對馬斯克和SpaceX提起訴訟,指控其存在性騷擾和歧視。

還有人將SpaceX描述為存在迫使員工過度工作的現象,根據SpaceX的競爭對手航空航天公司藍色起源(Blue Origin)的一份備忘錄,藍色起源曾有過訴訟,以及反對SpaceX政治遊說的歷史,他們號稱馬斯克要求員工工作時間非常長,而且周末也工作,還限制使用假期,等等。

人無完人。

馬斯克也不例外。

上述如此種種指控,自有法律去斷輸贏。我等“不明真相的”吃瓜群眾又能清楚幾分呢?

又想到了被媒體撕得遍體鱗傷的川普,依然站在那,屹立不倒。

川普,馬斯克,一對“難兄難弟”,招不少人恨,但卻為更多的人喜愛,包括我。

不是因為他們完美,而是因為他們真實。即使是“壞”,也“壞”得真實,不是蔫壞。

借用一句網上的話:馬斯克,你可以說他不是科學家,是個商人,但不管你說他是什麼,我依然覺得,和馬斯克同處一個時代是幸運的,起碼他讓我知道了什麼叫做星辰大海。


(文中圖片均引自網絡)

 


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作者:a自由人 回復 a自由人 回帖時間:2024-10-18 17:23:33

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