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  湮灭之城的博客
  地上之物终将湮灭,天上之城永恒,在生命短暂的超越中寻找瞬间的化境。
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他颠覆了整个行业—(下) 2024-10-18 16:34:40


今天,看到著名“后院摄影师”麦卡锡(Andrew McCarthy)拍摄的SpaceX第五次综合飞行测试(IFT-5)发射与回收的靓照,唯“惊艳”二字可以形容。

IFT5合成图.jpg


麦卡锡的摄影以探索宇宙为主题,他在亚利桑那州家的后院创作了许多精彩纷呈的天文摄影作品。而这一次的SpaceX历史性发射,他又做到了。据介绍,这是一张2.8亿像素的合成照片,包含了发射过程中的各个重要时刻。摄影师将照片命名为:人类的一个小收获

是的!这句话在13SpaceXIFT-5获得成功后被屡屡提到,当SpaceX巨大的机械手臂在空中柔顺地捕获到返回的星舰超重型助推器、并平缓地将其纳入到自己怀中时,这无疑标志着航天领域的一次重要突破。

但在马斯克看来,这只是“人类的一个小收获”。

马斯克的脚步一旦启动,是停不下来的。猎鹰9号的运载能力已经足以令人震惊,但接下来的星舰,则更是对之前系统的颠覆。

也许有人面对猎鹰、龙飞船、星链、猛禽和星舰这些五花八门的名称感到困惑,弄不清它们之间到底是什么关系?

简单说,SpaceX在整个航天系统中的服务涉及两大类,即运载工具(火箭)和有效载荷(卫星或飞船)。

猎鹰,属运载工具一类。目前已开发了三款:

1)猎鹰1号(Falcon 1):属小型火箭,可将数百公斤的载荷送入近地轨道。它于2009年退役。

2)猎鹰9号(Falcon 9):属中型火箭,可将22800公斤的载荷送入轨道,其第一级由9台默林发动机组成,设计具有逆向推进着陆、回收和再次飞行能力,最新型号为2018年升级后的Falcon 9 Block 5

3)猎鹰重型(Falcon Heavy):属重型火箭,可将高达63800公斤的载荷送入近地轨道(LEO),或将26700公斤的载荷送入地球同步转移轨道(GTO)。其第一级的核心使用3个改进的猎鹰9号,共有27台默林1D发动机。它于201826日成功完成首次飞行,将马斯克的私人特斯拉跑车发射到了日心轨道。

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

猎鹰重型火箭在卡纳维拉尔角着陆区1和着陆区2上着陆


龙飞船(Dragon),属有效载荷一类,作为一种太空舱,主要用于运送人员和货物到较低的地球轨道,诸如帮助向国际空间站(ISS)运送补给、将宇航员送入太空等。龙飞船通常与Falcon 9搭配使用,用以完成所需的航天任务,包括载人航天。

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

龙飞船通过“加拿大机械臂2号”(Canadarm2)与国际空间站对接


星链(Starlink),属有效载荷一类,指构成全球卫星互联网的、由数千颗低地轨道(LEO)卫星组成的“卫星星座”。

始发于2015年的星链,其目标是满足全球对低成本宽带功能的巨大未满足需求。该有效载荷的原型试飞卫星于2017年在SpaceX Paz卫星任务中发射。20195月,SpaceX搭载猎鹰9号发射了首批60颗卫星。该星座的测试运行于2020年底开始,首批订单始于2021年初。向客户提供的互联网服务速度为50Mbit/s150 Mbit/s,延迟为20毫秒—40毫秒。202212月,星链在全球拥有超过100万用户。

20246月,SpaceX推出了星链天线的紧凑版“Starlink Mini”,专为移动卫星互联网使用而设计。早期版本售价599美元。迷你天线的尺寸是标准版的一半,重量是标准版的三分之一,具有内置WiFi路由器、更低的功耗和超过100 Mbps的下载速度。

Starlink_Mission_(47926144123).jpg

部署在火箭上堆叠在一起的60颗“星链”卫星


星舰(Starship),则是将运载工具和有效载荷合二为一。它由两部分组成:

1)星舰助推器(Super Heavy Booster):属超重型火箭,是星舰的第一级助推器,完全可重复使用,其载荷能力非常强大:可将约150吨的载荷送入近地轨道(LEO),或者可将约100吨的载荷送入地球同步转移轨道(GTO),或者可将约50吨的载荷送入火星或更远的深空。

2)星舰载荷(Starship Payload):包括可重复使用的星舰第二级助推器和主飞船部分,它既能携带人员,也能运送货物,其设计可用于前往月球、火星及更远的深空任务。

由此可知,猎鹰是运载火箭,龙飞船是卫星或飞船,它们都已经成熟并在商业发射市场中发挥了重要作用。而星舰是它们两者之和,代表了SpaceX未来的探索,是公司的下一代产品,目的是替代Falcon 9,将服务扩展到深空探索领域。

所有这些,共同构成了SpaceX商用发射和探索能力的框架。

Screenshot (376).jpg

猛禽发动机

 

那么猛禽呢?

猛禽(Raptor):则是专门为星舰设计的正在开发的一种先进的液体火箭发动机。它有着比默林发动机更高的效率和推力。与默林发动机使用航天煤油和液氧不同,猛禽使用的燃料是甲烷和液氧,这十分有助于利用未来的行星资源(如火星上的CO₂和水)进行原地生产,对于星际旅行和星际定居至关重要。猛禽将是未来星舰助推器和星舰载荷的核心推进器。前者用作起飞阶段的超重型助推(第一级),后者用于长途太空旅行中的飞行控制等(第二级……)。

如此颠覆性的技术,如此大胆的产品设计配套,如此短的更新周期,这在航天领域中是非常罕见的!

然而,所有这些,在马斯克看来,好像一切就是这样自然而然地发生了,并不感到惊讶。

在不少人眼中,马斯克就是一个“疯子”,完全是不着边界地异想天开,人们看着他表演,等着他撞墙,可等来的分明是一个个不可思议的奇迹!就拿猛禽来说吧,随着一天天、一次次的静态点火测试,太空之路上的障碍一个个被清除。202328日,技术人员为BN7助推器准备了第一次静态点火测试。此前数月,就在德州博卡奇卡附近的SpaceX星际基地,地面工作人员试射了714B7猛禽2发动机,持续713 秒。而此次,将有33台发动机同时全部点火。

为了此次活动,周边道路封闭12小时,博卡奇卡村被提前告知会有超压出现的可能,提醒居民注意故障可能导致冲击,震碎窗户。而NASA和多家媒体都进行了现场直播。

现场直播,意味着任何失败都会在众目睽睽之下,无处躲藏。什么是自信,这才是!失败,也是自信的失败。

点火了,结果:31台猛禽点火成功,仅有两台没有点火,但这完全在允许范围,测试取得了成功,同时还创下了单次助推器点火产生推力的新纪录!

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

人们对2023420日“星舰”升空后爆炸的画面仍记忆犹新

 

毫无疑问,SpaceX的发展始终与失败相随:

2006324日:猎鹰1号首次发射失败。火箭升空25秒,因燃料泄漏和火焰损坏导致引擎熄火,火箭坠入海中;

2007321日:猎鹰1号第二次发射失败。火箭在进入轨道过程中,因二级火箭早期分离失败,未能进入预定轨道;

200883日:猎鹰1号第三次发射失败。其原因是一级和二级火箭未能正确分离。

2012108日:猎鹰9号在执行国际空间站补给任务时,遭遇一台引擎故障。尽管任务总体成功,但次要任务卫星却未能进入预定轨道。

2015628日:猎鹰9号首次发生重大故障,致使第7次国际空间站补给任务在升空两分钟后爆炸。原因是氧气罐支架断裂。

201691日:猎鹰9号在发射前的常规静态点火测试中爆炸,造成价值2亿美金的Spacecom Amos-6通讯卫星损毁。马斯克称这次事件是SpaceX历史上“最困难、复杂的一次失败”。事后分析中,SpaceX检查了将近3000条遥测和影像数据,最后得出爆炸的原因是火箭的液氧过度冷却凝固,随后与氦气舱的碳复合材料舱壁发生反应所致。尽管这不属于发射失败,但为了查找事故原因,公司陷入了四个月的停滞。

2020129日:星舰原型SN8测试失败。SN8在完成高空试飞后的着陆过程中,由于燃料系统压力不足,导致火箭以高速度坠毁。

202122日:星舰原型SN9测试失败。SN9在高空飞行测试后,未能成功垂直着陆,最终爆炸。

202133日:星舰原型SN10测试失败。尽管SN10成功着陆,但着陆后不久火箭发生爆炸,原因是燃料泄漏和着陆过程中的冲击损坏。

2023420日,“星舰”的首次轨道飞行测试在助推器分离前,于墨西哥湾上空发生爆炸。当时的发射是成功的,但之后助推器多个发动机逐渐出现故障,飞行器失去控制并不稳定地旋转,直到自动飞行终止系统被激活,人为将火箭摧毁。然而,马斯克、SpaceX和其他熟悉航天业的人士都称这次试飞是一次成功。

20231118日,SpaceX进行了第二次综合“星舰”测试,两艘飞船飞行了几分钟后分别爆炸。

2024314日,“星舰”第三次发射取得成功,并首次到达其计划的亚轨道。但此次飞行因助推器在着陆前不久出现故障而终止,飞船在重返印度洋时失踪。

......

SpaceX正是在一次次的失败中推动了其领先于他人的技术改进与创新。人们经常可以在屏幕上看到发射或者回收现场那些令人沮丧的失败画面,那画面的背后,是马斯克那双充满血丝的眼睛……

面对失败越斗越勇,是无数成功者所必须具备的特质,而马斯克更是超乎他人!

Falcon_9_Flight_20_OG2_first_stage_post-landing_(23273082823)_cropped.jpg

猎鹰9号的首次陆路回收成功

 

与一连串的失败交替出现的,是成功,是一个个前所未有、令人振奋的精彩画面:

201512月、猎鹰9号第20次飞行任务中,一级推进器成功着陆,实现了陆路回收。


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

猎鹰9号的首次海上回收成功

 

20164月,猎鹰9号一级推进器成功着陆于大西洋上的“当然我还爱你”号无人驾驶着陆船上。


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使用回收后的火箭进行二次发射,将SES-10卫星送入太空

 

20173月,SES-10卫星搭载猎鹰9号火箭发射升空。这是首次将带着有效载荷的、回收复用的火箭重新发射到太空,第一级火箭再次被回收,同时也是重复使用的轨道级火箭的首次着陆。


Screenshot (356).jpg

NASA宇航员本肯(Bob Behnken,左)和赫尔利(Doug Hurley)于531日安全抵达国际空间站

 

2020531日,SpaceX成功将两名NASA宇航员通过载人龙飞船送入轨道,这使SpaceX成为第一家将宇航员送往国际空间站的私营公司。


02astronauts1-videoSixteenByNine3000.jpg

坚韧号溅落后的回收

 

2021年,首次为私人提供付费的载人航天飞行。该任务是通过猎鹰9号运载火箭,将搭载的载人龙飞船坚韧号(Crew Dragon Resilience),从佛罗里达肯尼迪航天中心发射升空。飞船太空舱被送入近地轨道,大约三天后坚韧号溅落大西洋。结果,该任务圆满结束。

20169月,马斯克对外宣布了正在研发的行星际运输系统(ITS),它将用于载人行星际航行。2017年,马斯克将其更名为“星舰”(Starship)。

2017年,SpaceX已经占据了45%的全球商业发射市场份额。至20183月已完成了100多次发射,合同收入达120亿美元。SpaceX因此成为全球领先的商业发射提供商。

20208月,SpaceX完成了高达19亿美元的融资,创下了私营公司单笔融资的最高纪录,公司估值升至460亿美元。

2021年,SpaceX的估值升至1003亿美元。

2022年,SpaceX的估值达到1270亿美元。

2022年,猎鹰9号创下了单年发射单一类型火箭次数最多的世界纪录——全年共发射61次,约每6天发射一次。

aaa.jpg

猎鹰9号从范登堡太空基地发射期间,位于加州霍桑的SpaceX办公室的夜景


马斯克就像是一个天不怕地不怕的孩子,不时地闯入常人避之不及的禁区。由于他的存在,整个航天发射市场被搞“乱”了。

SpaceX的低发射价格,给它的竞争对手造成巨大的压力,尤其是对地球静止转移轨道(GTO)通信卫星发射市场更是如此。2013年之前,公开竞争的通信卫星发射市场一直由阿丽亚娜空间公司(发射阿丽亚娜5号)和国际发射服务公司(发射质子号)主导,可如今,情况变了。

目前,猎鹰9号是业内最便宜的火箭,其低地球轨道的发射价格为每次5650万美元,静止转移轨道的发射价格为每次6200万美元(不回收火箭的情况下。如果考虑回收第一级火箭,因为存在回收操作费用,价格会略高)。而猎鹰重型火箭则适合更重的静止轨道卫星,或者多个卫星的发射,它的每次发射价格大约9700万美元。如果考虑回收助推器和第一级,价格将接近1亿美元。当然这只是一般的估算。

与之相比,欧洲航天局(ESA)的阿丽亚娜5号(Ariane 5)火箭,其每次发射费用约在1.65亿—2亿美元之间,是SpaceX的两倍。高成本的原因主要是火箭无法重复使用、发射流程复杂以及欧洲相对较高的工业成本。

不仅如此,SpaceX还结束了联合发射联盟(ULA)对美国军用有效载荷的垄断,在国家安全发射领域引入竞争。此举逼得ULA差点破产。

The_Boca_Chica_Rocket_Factory.jpg

位于德州SpaceX星际基地的星舰组装大楼


2024716日,马斯克决定将总部从加州的霍桑,迁到德州布朗斯维尔的SpaceX星际基地。这是因为其时刚刚通过的加州AB1955 法案,以及之前的其他若干法案,这些法案禁止学区教师将学生性取向和性别认同的变化通知家长

学生选择变性,却禁止告知家长?这是什么狗屁法案!

马斯克忍无可忍,即使迁址会给公司造成损失。据说有人认为,马斯克的搬迁只是象征性的,因为SpaceX的大部分工作仍在霍桑。

但无论怎样,这是一种态度,有态度要比没态度强!

2008_SpaceX's_Rocket_Development_facility,_McGregor,_TX.jpg

SpaceX 麦格雷戈发动机测试设施的鸟瞰图


对马斯克的诟病从来就没有断过,这是为一切特立独行的人所预备的,就看你顶得住顶不住。

据说,SpaceX在整体上是以男性为主的员工文化,整个航天行业也大都如此。202112月,5SpaceX前员工(包括实习生)声称在工作场所受到性骚扰。她们声称自己曾受到不受欢迎的骚扰和不愉快的互动。还有报道说,公司存在性骚扰文化。而且,向高管、经理和人力资源官员提出的投诉基本上没有得到解决。

还有一些员工联名写了一封公开信,谴责“马斯克在推特上有害的行为”,还要求该公司明确定义SpaceX的“零容忍”政策。第二天,SpaceX总裁肖特韦尔宣布,那些参与这封信的员工已被解雇,并声称在工作日期间向员工发送了未经赞助、未经请求的调查问卷,有些人称在压力下签署了这封信。

20225月,《商业内幕》的一篇文章指控马斯克在2016年在私人飞机上与一名SpaceX空姐发生了不当性行为。

20246月,8名此前因撰写针对马斯克的公开信而被解雇的前员工,对马斯克和SpaceX提起诉讼,指控其存在性骚扰和歧视。

还有人将SpaceX描述为存在迫使员工过度工作的现象,根据SpaceX的竞争对手航空航天公司蓝色起源(Blue Origin)的一份备忘录,蓝色起源曾有过诉讼,以及反对SpaceX政治游说的历史,他们号称马斯克要求员工工作时间非常长,而且周末也工作,还限制使用假期,等等。

人无完人。

马斯克也不例外。

上述如此种种指控,自有法律去断输赢。我等“不明真相的”吃瓜群众又能清楚几分呢?

又想到了被媒体撕得遍体鳞伤的川普,依然站在那,屹立不倒。

川普,马斯克,一对“难兄难弟”,招不少人恨,但却为更多的人喜爱,包括我。

不是因为他们完美,而是因为他们真实。即使是“坏”,也“坏”得真实,不是蔫坏。

借用一句网上的话:马斯克,你可以说他不是科学家,是个商人,但不管你说他是什么,我依然觉得,和马斯克同处一个时代是幸运的,起码他让我知道了什么叫做星辰大海。


(文中图片均引自网络)

 


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