北京时间4月20日,美国太空探索技术(SpaceX)公司发射其超重推进级-“星舰”(Starship)组合体飞行试验任务。组合体点火起飞后,多台发动机在飞行中出现工作异常,速度、高度严重偏离飞行剖面,飞行约239秒后,箭体爆炸解体。
“星舰”组合体发射
对于此次失败,SpaceX公司创始人伊隆·马斯克(Elon Musk)在社交平台发布状态表示:
【资料图】
“这次发射令人兴奋,过去几个月我学到了很多。”
随后,包括《中国航天报》、中国宇航学会在内的多家专业媒体与组织发布了技术解析文章。
整体来说,虽然此次“星舰”发射失败,但是全球航天业界对此的舆论评价相当正面。
失败原因初步明确
SpaceX公司的组合体“星舰”由超重推进级(Super Heavy Booster)和“星舰”飞船(Starship)组成,是人类历史上最大的火箭,也是第一种两级都能回收使用的超重型运载火箭。
全组合体高度119米,起飞质量达到5000吨左右,最大起飞推力达到7260吨。
星舰完全体
发射当天,“星舰”组合体进入发射流程后,由于检测到推进剂贮箱的增压问题,在发射前40秒一度暂停发射流程。
在点火起飞过程中,“星舰”组合体的地面发射台出现了极为严重的破损,多台发动机工作状态异常;飞行速度和高度偏离飞行剖面,并出现了飞行姿态严重失稳发散的情况,最终在飞行约239秒后爆炸解体。
爆炸解体的星舰
SpaceX公司已经公开了“星舰”组合体发射失败的初步原因——超重推进级的动力系统故障是导致发射失败的直接原因。
超重推进级采用了33台大推力全流量补燃液氧甲烷发动机,外圈20台为固定发动机,仅提供推力;内、中圈13台为摇摆发动机,同时负责飞行姿态控制。
在飞行过程中,不仅内外圈的多台发动机先后出现推力异常、停止工作;还出现了液氧大量快速泄露、火箭失去姿态控制能力的现象。
“星舰”多个发动机停止工作,喷流异常。
这种情况并非不可预见:
作为目前世界上推力最大的火箭,超重推进级在发射过程中,发动机遭遇的工作环境恶劣程度是前所未见的,即使是SpaceX公司也缺乏对应的工程经验,无论是从受力、受热、噪声振动哪个要素来看,都是如此。
仅此一点,就有可能导致部分发动机无法正常工作、推进剂相关的管道阀门破损。
“星舰”发射台在发射前后的对比。可以发现发射台基座几乎被掏空,数量巨大的钢筋混凝土和土壤在火箭喷流的冲击下,抛飞到四周几公里的范围内。
这种工程经验的欠缺,同时体现在了火箭发射台上。SpaceX公司出现了一个严重误判:认为其已有的无导流槽发射台不需要额外强化,足以安全支持一次“星舰”组合体的发射。
最终,发射台下方的地面遭遇了极为严重的破坏,发射台基座破损后的残骸碎片飞溅范围达到数百米,并破坏了部分周边设施和车辆。
目前事故调查中还无法排除一种可能:“星舰”组合体的动力系统故障中,发射台碎片的撞击破坏也可能是相当重要的一个要素。
不过,虽然“星舰”组合体发射失败了,但大多数人对此次失败相当宽容,并表示依然看好其未来前景。
也许对非专业人士来说,这次“星舰”组合体的发射失败和此前数次试验的失败并没有不同,毕竟SpaceX的火箭研发,尤其是“星舰”系列,历来就是“一边炸一边发展”的。
而对于飞行器设计有更深认识的专业人士,则会分析此次发射中的积极因素,比如“星舰”组合体成功突破了最大动压(Max-Q),并在姿态摇摆翻滚的极端不利情况下保持了箭体结构完整。
换个角度来说,目前SpaceX公司已经获得了其它航天企业无法企及的舆论优势。而且在相当大的程度上,这种优势已经成为SpaceX公司现在乃至未来发展的核心优势之一。
为何人们如此包容SpaceX?
那么,SpaceX公司在舆论中的底气和优势源自何处?
01每发火箭承载任务有限,可替代性高
SpaceX公司突破传统航天发展模式的一个关键观念,就是通过火箭的低成本、大批量制造,实现快速迭代,在快速发展的前提下不断突破。
当这种模式步入正轨、火箭制造形成规模以后,单个产品的损失并不会对整个项目产生难以替代的影响。
截至2023年4月19日,SpaceX公司的关注者所统计的“星舰”建造情况:灰色部分代表已建造。其中Booster 8已于2023年初报废。
比如这次首次试射的“星舰”组合体,是由Booster 7号超重推进级和Ship 24号“星舰”飞船组成的。
就在它发射之前,已经进入实际建造阶段的超重推进级已经排序到了15号,完成大部分甚至全部制造和部分测试的就有4枚。而“星舰”飞船的建造排序已经达到了34号。
在这种背景下,首枚“星舰”组合体的发射失败并不能预示整个项目未来的失败——况且此次发射失败并非一无是处。在这样的背景下,”炸掉一枚火箭来换取经验”,确实很划算。
02长期公开公司信息,引发公众共情
SpaceX公司不同于其它任何传统航天企业的一点在于,其创始人马斯克作为经验丰富的互联网创业者,非常擅长利用互联网的信息传播特性。
而SpaceX公司从创建伊始,就始终以互联网为最主要的宣传渠道,在它的产业布局的规划中,这是非常核心的一点。
SpaceX公司通过互联网向全球直播工作情况,让网友们围观大棚、甚至露天焊接不锈钢大水桶的工作情况。这其实是SpaceX刻意设计的宣传渠道。
在价值观念和宣传策略上,SpaceX公司并不避讳公开谈论设计缺陷和发射失败。不仅仅有SpaceX公司经常把失败的、特别是爆炸视频做成集锦,公开宣发,甚至马斯克也经常在网上和网友讨论各种技术方案,比如“星舰”飞船回收时,应该启动几台发动机接地。
很多关注SpaceX公司的人,熟悉SpaceX每一发编号的火箭个体。他们亲眼看着某一枚火箭的主要结构如何被制造和装配起来,与马斯克讨论过火箭设计——甚至可能建议被采纳。这种极具参与感的”养成式“关注,使他们对SpaceX公司的火箭抱有特殊的亲切和认同感,并成为SpaceX公司在舆论场上的忠实拥护者。
03曾经历质疑与攻击,人们都爱戏剧感
特别要指出的是,在创业早期,由于多枚火箭连续发射失败,SpaceX公司在濒临破产的同时,经历过极为艰难的舆论低谷阶段。
从商业航天模式,到可回收火箭的技术路线,再到马斯克个人的能力资质和品性,SpaceX公司一度面临着主流社会的全面质疑和否定。
马斯克谈被阿姆斯特朗视为骗子的感受。
特别是马斯克本人,他涉足航天的重要原因之一就是自幼崇拜宇航员阿姆斯特朗。但阿姆斯特朗生前则公开称马斯克为骗子,这给SpaceX公司和马斯克形成了极大的打击和挫折。
随着火箭回收技术路线的成熟和运营上的巨大成功,SpaceX公司完成了舆论上的戏剧性扭转。这些创业早期的艰难经历现在反而成了SpaceX公司在舆论上最值得夸耀的部分——毕竟,人们太爱这种充满戏剧性的“反转”剧情了。
舆论场优势对其发展的影响
SpaceX公司的发展非常依赖于舆论优势,其中有一些要素是显而易见的——比如有利于公司获得投资者的青睐与巨额投资。
在政治上也好处多多,哪怕是面对”美国空军+波音+洛克希德·马丁“这样的对手组合,SpaceX也能打赢官司,拿到至关重要的官方发射任务订单。
但从长远看,优异的舆论场表现对于SpaceX最重要的好处,是为今后发展吸引到更多的优秀人才。
自20世纪90年代以来,电子金融和互联网等新兴产业的爆发,让这些产业吸纳了大量优秀的学生和年轻人。而传统航天业由于制度环境相对封闭、物质待遇提高不明显,正在不断地流失人才。
自从SpaceX公司在航天业界爆发式崛起,在社会上掀动了新一轮的航天热潮,吸引了大量的年轻人投身航空航天产业——大量顶尖高校的优秀毕业生宁可拿相比金融、互联网等行业更低的薪水、忍受更高的劳动强度,也要为了情怀跑去SpaceX公司搞火箭,这才是SpaceX公司舆论优势的最核心意义。
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