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星際飛船今晚首次軌道試飛
科技訊 北京時間4月17日消息，美國東部時間周一9點(北京時間周一21點)，SpaceX的“星際飛船”將迎來它的首次軌道級試飛。這次發(fā)射任務至關重要，它不但關系到馬斯克的火星夢，還會影響美國的重返月球計劃。
馬斯克有些迫不及待了。推特上，馬斯克已經把它在2019年9月發(fā)布的一條推文置頂。這條推文圖文并茂，配圖是夜色中的星際飛船，文字則是“憤怒，對光明的消逝而憤怒”(Rage, rage against the dying of the light)。
馬斯克的置頂推文
這句話出自威爾士詩人狄蘭·托馬斯(Dylan Thomas)的最著名作品《不要溫和地走進那個良夜》。在2014年的高分電影《星際穿越》中，布蘭德教授引用了這首詩，他在憤慨自然的殘酷，不希望人類屈服于命運，要奮力抵抗，把人類這個物種延續(xù)下去。
《星際穿越》中的布蘭德教授
緊接著，馬斯克又在下面發(fā)布了一條預告推文，“明天(周一)試飛”。圖片顯示，星際飛船和超重型火箭已經完全堆疊在一起。
馬斯克預告發(fā)射時間
世界最強火箭
美國宇航局(NASA)局長比爾·納爾遜(Bill·Nelson)曾炫耀，該局的“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)是世界上最強大的火箭。SLS高322英尺(約合98米)，比紐約自由女神像還要高。
但是在星際飛船面前，SLS還是略遜一籌。星際飛船的高度達到近400英尺(約合122米)，第一級配備了驚人的33個發(fā)動機，產生的推力接近SLS的兩倍。而且，星際飛船是可回收火箭，能重復使用。相比之下，SLS在把有效載荷送入軌道后將在海外墜落，無法再利用。
星際飛船與SLS
根據SpaceX在2020年發(fā)布的一份用戶指南，在完全可重復使用的配置下，星際飛船將能夠將超過100噸的貨物送到月球，并可以將更多貨物送到近地軌道。
相比之下，NASA的數據顯示，當前版本的SLS只能將27噸貨物送到月球上。即便是即將升級，它也只能將有效載荷重量增加到38噸。
美國三位天文學家和物理學家在《今日物理學》雜志上發(fā)表的一篇文章中預測說：“如果星際飛船發(fā)射成功了，它將極大增強我們的太空能力，從質的角度改變天體物理學任務的構建方式。太空天體物理學任務一直受到發(fā)射器能力的嚴格限制，這在20年里沒有發(fā)生實質性變化。”
星際飛船與SLS的高度對比
美國國家科學、工程和醫(yī)學院在去年的一份報告中稱，“星際飛船可以容納的有效載荷比傳統(tǒng)NASA行星任務載荷大得多、重得多，大大減少了傳統(tǒng)NASA有效載荷要花大價錢縮小尺寸和質量的需求。”
“你的整個開發(fā)過程，整個設計過程，變得如此簡單，”哈佛和史密森天體物理中心的高級天體物理學家馬丁·埃爾維斯(Martin Elvis)在接受采訪時說，“這會節(jié)省大量成本。”
而且，星際飛船的發(fā)射成本還要比SLS便宜。目前還無法對星際飛船的成本進行準確估計，但馬斯克此前曾表示，在未來幾年時間內，它的每次發(fā)射成本可能會低于1000萬美元。
星際飛船
SpaceX致力于讓星際飛船實現完全可重復使用，這意味著它可能每年發(fā)射幾次。“它可能會從根本上極大地改變太空經濟，以及我們可以在太空中放置多少東西，以及為什么要這么放置。”哈佛商學院太空經濟教員布倫丹·羅索(Brendan Rosseau)稱。
相比之下，NASA的SLS火箭對納稅人來說成本高昂：自2006年該項目啟動以來，它的開發(fā)成本已達500億美元。這枚23層樓高的火箭最初計劃在2016年發(fā)射，但足足推遲了6年才在去年完成首次試飛。由于SLS的每次發(fā)射成本都超過40億美元，而且NASA每次發(fā)射都要重新建造一枚火箭，所以它在短期內不會變得便宜。
所有這些都讓SLS難以抗衡星際飛船這枚閃閃發(fā)亮的新火箭。
美國登月利器
羅索表示，星際飛船周一的發(fā)射不僅是對該公司旗艦飛行器的一次試驗，也是對NASA冒險將商業(yè)公司納入其航天器開發(fā)中心環(huán)節(jié)的一次關鍵考驗。
與“阿波羅”登月任務不同，SLS不會把宇航員一路帶到月球上。宇航員將乘坐SLS頂部的“獵戶座”飛船到達月球軌道。與此同時，星際飛船將單獨發(fā)射，成為登月任務的月球著陸器。一旦任務完成，星際飛船將在返回地球的途中將宇航員帶回獵戶座飛船，之后宇航員將在月球軌道上放棄星際飛船。
星際飛船將承擔美國登月任務
這就意味著，NASA計劃讓SpaceX打造的星際飛船成為自1972年以來首次把人類送上月球的火箭。“如果你是NASA局長納爾遜，你真的會密切關注星際飛船的此次試飛，因為它現在是你基礎設施的關鍵部分。” 羅索表示。
NASA對星際飛船的依賴顯而易見。據報道，納爾遜曾向SpaceX總裁格溫·肖特韋爾(Gwynne Shotwell)詢問，馬斯克收購推特是否會影響SpaceX承擔的NASA任務。肖特韋爾向他保證，他“沒有什么可擔心的”。
美國登月宇航服
NASA對SpaceX的支持不會止步于執(zhí)行登月計劃的“阿爾忒彌斯3號”任務。該局已經讓SpaceX為“阿爾忒彌斯4號”任務設計著陸器，將NASA的投資再增加12億美元，以便設計一個系統(tǒng)讓火箭停靠在NASA計劃中的月球門戶(Gateway)上。
“我認為，這表明NASA相信SpaceX有能力讓星際飛船在那之前投入正常使用。鑒于我們甚至還沒有對該系統(tǒng)進行完整的軌道飛行測試，這顯然是相當了不起的。”羅索稱。
爆炸陰影
不過，馬斯克上月在投行摩根士丹利舉行的一場會議上曾表示，星際飛船首飛的成功率為50%。換句話說，失敗的可能性也達到50%。
“我不敢說它能進入軌道，但我保證它會令人興奮，”他說，“不會無聊的。”
星際飛船原型爆炸引發(fā)的火球
在這之前，SpaceX曾對星際飛船(不包括超重型火箭)進行了幾次小測試，讓它飛到大約6英里(約合10公里)高的空中，然后再返回地球。在這期間，星際飛船曾發(fā)生過幾次爆炸。
2020年8月，SpaceX發(fā)射SN8版本的原型星際飛船。在到達幾英里的高空后，星際飛船關閉了發(fā)動機，完成了“腹部朝下”的翻轉動作，以水平姿態(tài)向地面墜落，但是它并未實現軟著陸，飛船墜毀，燃燒成了一個火球，火箭碎片散落在著陸點上。
此次失敗沒有造成人員受傷。馬斯克稱，這次試飛是一次“很棒的測試”。
馬斯克依舊認為“試飛很棒”
2021年2月，SpaceX再次嘗試發(fā)射SN9原型飛船。這一次，飛船達到了6英里的高度，但是再次墜毀，燃燒成了一個火球。
當時，SpaceX的首席集成工程師約翰·因斯普魯克(John Insprucker)認為，這是一次不錯的飛行。但他補充說，“我們需要在著陸方面多花點功夫”。
2021年3月，SpaceX進行第三次嘗試，發(fā)射了SN10原型飛船，原本以為成功了。“俗話說，事不過三。”因斯普魯克當時表示，“一次漂亮的軟著陸。”
不過，飛船當時仍在噴出縷縷煙霧，而且明顯傾斜。在著陸大約8分20秒后，飛船再次爆炸，并被彈回到空中，原因很可能是因為燃料泄漏。
再次爆炸
幾周后，SpaceX依舊沒有碰到好運氣。該公司在大霧中對SN11進行發(fā)射測試，依舊發(fā)生爆炸，把殘骸留在了著陸場中。
這是SpaceX試飛的第四次失敗。“至少撞擊坑在正確的地方。”馬斯克當時似乎在安慰自己。他后來說，事故的原因是其中一個發(fā)動機上發(fā)生了小規(guī)模甲烷泄漏，他發(fā)誓問題會得到解決。
2021年5月，SpaceX終于成功實現了SN15的回收，后者在著陸場輕輕地著陸。
終于成功
就在這次成功試飛的幾周前，NASA授予了SpaceX一份價值29億美元的合同，使用星際飛船將宇航員送上月球。這為周一的SpaceX首次全堆疊(加入超重型火箭)試飛鋪平了道路。(作者/簫雨)
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