SpaceX進行星艦的第十次測試飛行,這或許是2025年最關鍵的一次測試。
“三”連敗之后,此次測試,成為了關乎星艦未來的豪賭。經(jīng)歷過兩次臨時取消后,北京時間8月27日,星艦終于攜帶有8顆模擬衛(wèi)星的“星艦”,從得克薩斯州南部發(fā)射升空。
星艦第十飛堪稱迄今為止“最全面”的測試任務,包含了多項突破性實驗——助推器B16背負著復雜的返回挑戰(zhàn)和極限測試;S37則需要完成8個模擬星鏈衛(wèi)星的質量模擬器部署,并嘗試在太空中重新點燃猛禽發(fā)動機。
發(fā)射后,星艦猛禽發(fā)動機在熱級分離過程中點火,超重型助推器已在墨西哥灣濺落。過程中,星艦在太空中成功點燃了其中一臺猛禽發(fā)動機。最后,星艦順利濺落在印度洋,成功完成了星艦的第十次飛行測試。
那么,為什么說星艦第十次發(fā)射是一場“極限挑戰(zhàn)”?“三連敗”得到了哪些經(jīng)驗和教訓?“退”了一步的馬斯克,在哪些地方繼續(xù)斗智斗勇?以下,Enjoy:
本文綜合匯編自SpaceX、X等官方平臺。
01
SpaceX星艦「十飛」
為啥是一場太空版“過山車”?
經(jīng)過九次飛行測試的星艦系統(tǒng),在“起起落落”中共享著成功和失敗的經(jīng)驗。爆炸收場的前三次測試、希望降臨的中場三次突破、以及“壞運氣”降臨的近三連敗,讓SpaceX的第十次登場飽受質疑。
尤其是,六月地面測試中,原計劃用于星艦十飛的S36,出現(xiàn)了爆炸事故。這讓SpaceX不得不承認:即便是人類史上最“強悍”的火箭,也面臨著許多一觸即發(fā)的潛在危機。
從失敗中學成歸來,既成了SpaceX的經(jīng)驗教訓,也成了星艦的“殺手锏”。七飛的燃料泄漏報銷、八飛的推進劑意外混合點火最終致使解體、九飛的甲烷增壓系統(tǒng)故障導致失控,都讓“十飛”更注重改善「燃料」系統(tǒng)。
S37完成靜態(tài)點火測試 圖源:SpaceX官網(wǎng)
其實早在第六次飛行測試時,“燃料”的重要性就顯現(xiàn)出來。飛船在返回地球過程中失控并在大氣層中解體后,SpaceX評論員丹·霍特當時承認:“我們一直在處理星艦上的一些泄漏問題”,這些燃料系統(tǒng)問題導致了姿態(tài)控制失控。
針對飛船的改進,速度極高,不像“補丁”,更像系統(tǒng)性升級。
6月18日,飛船S36在地面靜態(tài)點火測試前發(fā)生爆炸,碎片四散。調查顯示罪魁禍首是頭錐內氮氣COPV(復合材料高壓容器)損傷,導致結構崩壞并引燃推進劑。
SpaceX的應對措施迅速而有力:降低COPV的操作壓力,增加裝填推進劑前的檢查和測試,引入新的無損檢測標準,并加裝外部防護罩提供額外保護。
同樣,針對第七次飛行中出現(xiàn)的甲烷增壓系統(tǒng)故障,SpaceX工程師迅速設計了新型燃料擴散器,并進行了飛行級應力和10倍預期壽命的嚴苛測試。
至于第九次飛行的故障,可以拆解為兩部分:
助推器B14:返回過程中因承受的應力超出預期,導致轉移管結構失效,推進劑混合并點火引發(fā)爆炸;
飛船S35:主燃料艙的增壓系統(tǒng)擴散器(diffuser)出現(xiàn)故障,導致氣體分布不均,甲烷泄漏至頭錐區(qū)域。這些泄漏的甲烷液體在飛船內四處飄浮,最終導致姿態(tài)控制失靈。
一系列系統(tǒng)性升級隨之而來:
燃料擴散器重新設計:工程師團隊設計了新型燃料擴散器,并對其進行了飛行級應力和10倍預期壽命的嚴苛測試,確保氣體能夠均勻注入燃料艙。
復合材料高壓容器(COPV)加固:針對S36靜態(tài)點火測試前爆炸的問題,SpaceX降低了COPV的操作壓力,增加裝填推進劑前的檢查和測試,引入新的無損檢測標準,并加裝外部防護罩提供額外保護。
熱防護系統(tǒng)優(yōu)化:在出第十飛任務的S37上,SpaceX對部分熱防護瓦邊緣進行平滑和錐形處理,測試多種金屬瓦選項(包括主動冷卻),甚至故意移除部分瓷磚以應力測試再入期間的脆弱區(qū)域。
至此,十飛的準備工作基本完成,美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)也在近期完成了對第九次飛行事故的審查,為第十飛掃清了監(jiān)管障礙。
如此看來,SpaceX也有自己的一份“縫補”哲學,其獨特的組織文化和開發(fā)哲學支撐著快速迭代的方案不斷落實:
1.“建造-飛行-修復”(Build-Fly-Fix)的敏捷開發(fā)模式:SpaceX不畏公開測試甚至“快速非計劃拆解”(RUD),堅信通過實際飛行(尤其是失?。┠茏羁彀l(fā)現(xiàn)和解決深層次問題。這與傳統(tǒng)航天追求“零失敗”的保守思路截然不同。
2.垂直整合與內部制造:SpaceX關鍵部件(如猛禽發(fā)動機)自主設計生產(chǎn),能快速重新設計和制造新部件,無需等待外部供應商,極大縮短迭代周期。
3.密集測試文化:無論是在麥格雷戈測試場對發(fā)動機和新部件(如改進的擴散器)進行遠超預期壽命的嚴苛測試,還是在星艦基地對原型機進行大量地面驗證(如旋轉啟動檢查、靜態(tài)點火),都是為了在地面盡可能暴露問題。
4.數(shù)據(jù)驅動的決策:每次測試,無論成功與否,都搭載了大量傳感器收集海數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是快速定位問題、驗證改進措施是否有效的根本依據(jù)。
02
星艦十飛
「瞄準」幾項測試
星艦第十次飛行堪稱迄今為止“最全面”的測試任務,包含了多項突破性實驗。簡單來說,B16,嘗試提升載荷效率,并測試備用發(fā)動機配置;S37,計劃部署8顆亞軌道星鏈模擬器,開展再入應力測試,并且檢驗部分結構的耐熱和結構。
具有“野心”的目標任務,主要圍繞三方面展開:
首要目標:聚焦超重助推器的著陸技術突破
按照計劃,助推器B16在完成推進任務后,將嘗試一項復雜的返回任務:先進行可控翻轉和反向推進,然后向墨西哥灣預定海域下降。
此次測試采用 “3 臺中央發(fā)動機故意關閉 1 臺” 的特殊配置,重點驗證中間環(huán)備份發(fā)動機在極端工況下的著陸反推能力。可以理解為,SpaceX工程師們會故意禁用一臺通常用于著陸的中心發(fā)動機,以測試備份發(fā)動機能否完成這項關鍵任務。
最終階段,B16將轉換為兩臺發(fā)動機配置,短暫在水面上方懸停,然后關機并落入海中。這些測試旨在模擬非正常場景,收集真實環(huán)境下的性能數(shù)據(jù)。
這一測試直指火箭回收的可靠性痛點 —— 通過主動創(chuàng)造 “故障場景”,模擬發(fā)動機突發(fā)失效時的應急著陸方案,為未來實現(xiàn)助推器穩(wěn)定回收積累關鍵數(shù)據(jù)。
任務之二:驗證載荷部署的真實流程
相比助推器B16,飛船S37的任務更加精彩。星艦將在軌釋放 8 顆與下一代 Starlink 衛(wèi)星尺寸完全一致的模擬器,全面復現(xiàn)衛(wèi)星入軌后的釋放環(huán)節(jié)。
此舉旨在測試載荷艙機械結構、分離機構與衛(wèi)星部署時序的匹配性,為后續(xù)實際衛(wèi)星發(fā)射的流程優(yōu)化提供依據(jù),也是星艦向 “可執(zhí)行實用化發(fā)射任務” 邁進的重要驗證。
任務之三:星艦上級的回收技術儲備及多項前瞻性測試
在軌階段,星艦將完成單臺猛禽發(fā)動機的二次點火驗證,這是實現(xiàn)軌道調整與返回軌道精確控制的核心能力;
再入大氣層階段,星艦通過大量拆除、更換隔熱瓦并測試新型金屬防熱方案,極限評估飛船的熱防護性能,探索再入環(huán)境下的結構耐受極限;部分區(qū)域移除了傳統(tǒng)的熱保護瓷磚,暴露脆弱部位,同時測試新型金屬瓷磚設計,包括一種采用主動冷卻技術的瓷磚。
同時,星艦首次安裝并測試功能捕獲接口,為 “星艦返回發(fā)射場后由筷子機械臂直接捕獲” 的終極回收模式積累技術參數(shù)。
此外,測試還將在最大動壓點刻意考驗后襟翼的結構強度,驗證極端氣動載荷下的姿態(tài)控制穩(wěn)定性。
從技術邏輯來看,這些任務均延續(xù)了 SpaceX“快速迭代、極限測試”的研發(fā)思路。著陸發(fā)動機冗余驗證、載荷部署流程復現(xiàn)、熱防護與捕獲接口測試等內容,均針對前九次試飛中暴露的回收可靠性、任務實用性等核心問題展開,具備明確的改進指向性,符合星艦項目 “通過每次試飛解決特定技術卡點” 的推進邏輯。
03
馬斯克
并沒有把雞蛋放在同一個籃子里
對于星艦,馬斯克的上心毋庸置疑:
面對技術挑戰(zhàn),SpaceX做出了重大的戰(zhàn)略調整。公司近期宣布將獵鷹9號火箭團隊中約20%的工程師臨時調派至星艦項目,為期六個月。
這一內部資源調配導致的直接后果是,原計劃的部分星鏈衛(wèi)星發(fā)射任務可能推遲至2026年初。這也凸顯了SpaceX為確保星艦項目順利推進所做出的權衡。
這種危機應對方式對馬斯克來講,并不算新鮮事了。2018年,特斯拉曾派遣數(shù)百名員工到加州加速Model 3生產(chǎn),而Boring Company的員工也曾被派往拉斯維加斯修復受損的普魯弗洛克機器。
星艦項目的進展也直接關系到NASA的載人登月計劃。SpaceX已獲得約40億美元的合同,需使用星艦將宇航員送至月球表面,但目前星艦甚至尚未完成繞地飛行。
技術上,星艦保持著多項世界紀錄:總高度超過400英尺(約121.9米),起飛推力達到驚人的1600萬磅。這些指標使其成為人類航天史上最強大的運載工具。
但星艦的復雜程度遠超前代項目,其多項技術(如在軌燃料加注、完全可重復使用機制等)均屬行業(yè)首創(chuàng),尚未經(jīng)過充分驗證。
不過,未完成的目標并不會阻礙它的腳步。下一代星艦的硬件已然登場,“不眠”的星艦基地生產(chǎn)區(qū)帶來了不少新驚喜。
第三代飛船“S39”頭錐安裝了前襟翼,“S42”開始安裝TPS(熱防護系統(tǒng))銷釘,“S46”也首次亮相。
第三代助推器“B19”通用A6:4段首次現(xiàn)身;猛禽發(fā)動機也“不甘示弱”,三臺RVac和一臺海平面版已經(jīng)運入巨灣2號,等待測試的到來。
第三代星艦助推器新硬件,真正做到了“更大更強”,柵格翼經(jīng)過改良后,采用鋼制,比現(xiàn)有版本大50%。或許可以期待,捕獲點將設計到柵格翼延伸出的橫杠上來,進一步簡化回收過程。
對于其他項目,馬斯克的腳步也從未停止:
人工智能領域的進擊:馬斯克宣布名為Grok 5的項目將于下個月開始訓練。這是他旗下xAI公司的重要項目,旨在與OpenAI等公司競爭。
特斯拉的動向:特斯拉的Autopilot自動駕駛系統(tǒng)也將迎來V14版本的更新,同樣計劃在下個月發(fā)布。馬斯克對FSD V14表現(xiàn)出極大期待,稱其為自2023年11月V12以來第二大重要更新,甚至表示“它仿佛有感知力”。
法律糾紛的解決:8月22日,馬斯克及其社交媒體平臺X(原推特)達成了一項初步和解協(xié)議,解決前推特員工提起的一樁高達5億美元的遣散費官司。
自馬斯克2022年收購推特并大刀闊斧地裁員約6000人后,這一法律糾紛一直困擾著公司。和解協(xié)議的達成為這段爭議畫上了句號。
星鏈與全球通信:盡管星艦測試屢經(jīng)挫折,SpaceX的星鏈項目仍在穩(wěn)步推進。最新數(shù)據(jù)顯示,SpaceX已發(fā)射9416顆星鏈衛(wèi)星,其中8157顆仍在軌道上運行,8138顆正常工作。這些數(shù)字展示了星鏈項目龐大的規(guī)模與影響力。
星艦第十飛的成功與否,將直接影響SpaceX的測試節(jié)奏。此次成功,IFT-11可能九月底或十月初上陣,年底或明年初首次啟用第三代星艦,演示全軌飛行。
更長遠看,軌道加油如果在2026年第二季度搞定,星鏈的升級版衛(wèi)星就能批量上天,推動SpaceX在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場的霸主地位,年營收可能翻倍。馬斯克的火星夢越來越近了。
把商業(yè)當作一場“無限游戲”,盡可能確保自己別出局。經(jīng)緯創(chuàng)投想用“問診”的方式,為創(chuàng)業(yè)者搭建一個持續(xù)生長、沒有終點的互助場域,希望為大家?guī)砬袑嵉膯l(fā)與支持。9月10日-11日,經(jīng)緯問診第二場出發(fā),開啟一場直達問題核心和靈魂深處的問診對談。
References:
1.綜合匯編自SpaceX、X等官方平臺
2.星艦第十飛倒計時:重視但別押寶IFT-10 by黑科技研究所
3.https://www.scientificamerican.com/article/why-do-spacexs-starships-keep-exploding/
4.https://www.webpronews.com/spacex-starship-flight-10-targets-august-2025-with-key-upgrades-for-reliability/
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