驚天一躍！馬斯克宇宙飛船首次起飛，火星移民夢想更近一步
來源： DeepTech深科技
北京時間 5 日早晨 8 點，承載著埃隆·馬斯克火星移民夢想的 Starship 飛船測試原型進行了首次高度達到 150 米的懸停測試。這也是迄今為止，最重要的一次測試，地點在美國得克薩斯州的發射場。
在點火後，飛船原型 SN5 上升到預定的 150 米高度，在保持高度的情況下，橫向移動到旁邊的降落區後緩慢降落，最終平穩著陸，整個過程約為一分鐘。
這個測試讓所有人興奮不已。因為在這之前，SpaceX 通知讓周邊的人都撤出，但其實直到飛船起飛前的一刻，人們也不知道它的準確點火時間。
馬斯克不止一次說過，如果太空旅行能像現在坐飛機一樣普遍，那未來文明將變得有保障。現在看來，他說這番的話的底氣越來越足，前兩天，SpaceX 剛完成了首次載人飛船的回收工作，為首次載人飛行划下完美的句號；如今，面向未來星際旅行的宇宙飛船 Starship 也迎來了重大進展。
Starship 的里程碑
早在 7 月 21 日，馬斯克就發推特放出預告，各個團隊已經在為 SN5 的首飛做準備，「將在本周晚些時候嘗試飛行」。也就是說，按照馬斯克的預期，SN5 應該在上周完成首飛。在預告放出後幾天里，SpaceX 位於 Boca Chica 的基地持續吸引來眾人的關注。
圖 | 飛行前的平靜
但隨後一場颶風來襲，打亂了原有的節奏。不過有意思的是，單從測試角度來看，如果在極端天氣下進行試飛，在最終效果上可能更能夠測試宇宙飛船的全天候飛行能力。
儘管如此，對於 SN5 這樣的原型機來說，在大風中進行飛行測試還是有諸多弊端，可能會影響飛行的關鍵測試數據，所以最終還是在颶風過後才進行點火和飛行測試。
圖 | 宇航員在太空中拍下的颶風圖片
SN5 的高度相當於一棟小型建築，搭載單台最新的猛禽火箭發動機，點火升空後，緩緩上升到差不多 50 層樓高的位置，懸停一陣後，依靠一台發動機擺動調整方向以及發動機的推力變化，緩緩下降，精準落下。
圖 | SN5 起跳
自馬斯克從去年 9 月發布了 Starship 宇宙飛船以來，SpaceX 在相關的測試中就頻頻受阻，SpaceX 去年開始打造的數個全尺寸的 Starship 原型機不斷在測試場里被爆破。
此次起飛高度雖然僅有 150 米，對火箭、飛船來說，這個高度只能算是輕輕地「跳」了一下；但對 SpaceX 來說，總算是讓 Starship 在測試中成功離開地面，這邁出了巨大的一步。
按照 SpaceX 的思路，Starship 的研製節奏，就是在不斷的測試中，一點一點往前推進。
從這個角度來說，Starship 的測試工作已經正式從地面測試跨入了飛行的階段。
從現場圖片看，後續的不止一台測試原型機已經處於組裝當中。原本 SN4 在測試的時候，後續的 SN5、SN6 就已經在現場進行組裝工作，準備進行後續的測試、飛行工作。事實上，按照 SpaceX 此前的安排，SN4 本要進行 150 米的飛行，但在一次點火測試中，SN4 突然發生爆炸，隨後 SN5 才被抬了上來。
圖 | SN4 爆炸
而在 SN5 完成使命後，後續的 SN6、SN7 就要繼續出場，進行進一步的測試飛行。
與此同時，SpaceX 及其承包商正在建造一個巨大的新型飛行器裝配大樓 （VAB），未來 SapceX 將開始在飛船上裝上一級助推器。
馬斯克也曾透露，下一代原型機 SN8 組裝工作也正在順利進行，特點是使用了一種新型的不鏽鋼合金，更重要的是，SpaceX 已經為其準備了三台猛禽發動機。也正是在 SN5 成功「起跳」基礎上，後續的原型機將有望進行高度達到 20 公里的亞軌道飛行測試，在那之後，進一步的入軌發射任務將提上日程。
根據馬斯克的說法，在 Starship 最終成型前，SpaceX 可能要造出 20 台原型機進行測試，那麼可以期待的是，Starship 未來的密集測試將會帶來一個「飛船滿天飛」的場景。
到那個時候，日常的飛行可能就不再是一個非常激動人心的大事，但也正如獵鷹 9 號火箭習慣了發射成功一樣，飛行的常態化更是意味著 Starship 飛船的成長。
爆炸、爆炸再爆炸
Starship 是 SpaceX 為未來星際飛行打造的新一代載人飛船，包括了底部的火箭助推器和上面的飛船，完全可重複使用的 Starship 除了能向地球軌道運送衛星，還能滿足向月球和火星運送貨物甚至載人的需求。
今年 4 月 SpaceX 發布了首個 Starship 手冊，提出 Starhip 最大的載人能力是將 100 人從地球表面送到低地球軌道，最終再送到月球甚至是火星表面。
當然了，理想很美好，現實很骨感。
SpaceX 總能給出極具科幻感的飛船效果圖，甚至包括月球登陸版的飛船圖片。這些效果圖每一次都能擊中無數人心中對宇宙飛船的美好幻想。
但事實上，這些出現在 SpaceX 工廠中的測試機，看起來更像是劣質鋼板隨便堆疊而成，甚至讓人懷疑會不會漏風。
且在真正飛起來之前，SpaceX 對一個又一個測試機進行加壓測試時，每一次看起來都沒有好結果。再誇張點說，這些大大小小的原型機總能以各種姿勢在測試中爆炸。
2019 年 9 月，一場關於星際旅行的發布會在 SpaceX 位於得州的總部召開，當時最新的原型機 MK1 正式亮相，從那時開始，一系列密度更高的測試隨即展開。
發布至今的 10 個月里，Starship 相關測試已經進行多輪，測試原型機也在數次測試中不斷迭代：
MK1 原型機：2018 年 12 月開始建造，2019 年 11 月壓力測試失敗。該測試失敗也導致同期正在打造的 MK2、MK4 原型機直接退役；
SN1 原型機：2019 年 10 月開始建造，2 月 28 日的壓力測試失敗；
SN2 原型機：2020 年 2 月開始建造，在 SN1 失敗後，SN2 被改造用作部分部件測試，已於 3 月退役；
SN3 原型機： 2020 年 3 月開始建造，4 月 3 日低溫試驗失敗。
SN4 原型機：2020 年 4 月 26 日首次通過低溫測試，5 月 29 日在爆炸中完全摧毀。
一大波飛船正在靠近
一直以來，SpaceX 都在位於得克薩斯州 Boca Chica 的工廠進行相關的組裝和測試工作。
雖然 Starship 宇宙飛船承載無數人的星際飛行夢想，但這個露天的工廠像是一個巨大的加工作坊：零件散落一地，工作人員來來往往，時不時再進行一個測試，再以爆炸告終。
開放的空間讓眾多 SpaceX 愛好者有了一睹 Starship 真容的機會，甚至猛禽發動機——這個地球上性能最頂尖的液氧甲烷發動機——也能在路上悠閑地「逛街」。
時間長了，甚至有關注航天的媒體網站已經架設了長期的機位，在一些原型機組裝或測試的過程中，他們常常開啟動輒 5、6 個小時的視頻直播。這也就讓測試爆炸的畫面常常能被多個角度捕捉和傳播。
SpaceX 和這些外來的攝像機已經達成了很好的默契，一邊靜靜地做組裝和測試工作，另一邊就靜靜地在一旁長期蹲守。
那些在 Youtube 上更新的一個個視頻，像為全世界的觀眾留下了一個窗口，當你想看這個工廠最新近況時，總能在視頻網站上找到新鮮的畫面，裡面甚至配上了儘可能詳細的講解。
最新的視頻顯示，在 SN5 還未進行飛行測試的時候，後面的飛船兄弟已經就位，部分零部件已經進場，排隊準備組裝工作。
圖 | SN8 正在建設中
根據目前的計劃，這兩支在建的飛船被賦予的使命就不再只是進行 150 米高度的「跳躍」，下一步就是進行高度達到 20 公里的亞軌道飛行。為此，SpaceX 也已經為其備好了飛行所需的三台猛禽發動機。
這意味著，在一年前看起來還是天馬行空的想法的宇宙飛船，已經接近航天發射的關鍵節點：入軌發射。
從前期不斷爆炸，甚至有人開始質疑 Starship 在設計上是否可行；到今天成功起飛邁出關鍵一步，SpaceX 在這個承載著馬斯克最終夢想的項目上，「在每次更新中進行一點改進」的思路還在繼續著。
就像早期獵鷹火箭前三次發射全部以爆炸告終，在那之後，SpaceX 就越走越順，如今獵鷹 9 號成為這個時代火箭市場上最成功的產品。Starship 在趟過了前期的坑後能不能加速前進？現在下這樣的結論肯定還是過於樂觀，但鼓舞人的地方在於，它總能給人希望。
就像 NASA 局長布里登斯坦所言，「SpaceX 非常善於飛行、測試、經歷失敗以及修復問題。」這讓 NASA 並不能忽視 Starship 的潛力。
馬斯克的終極野心：量產飛船
在 Starlink 計劃和載人發射任務飛速進行的同時，Starship 的建設也在悄然加速當中。
事實上，從 2019 年 4 月到 11 月，SpaceX 在的工程師和技術人員花了 8 個月時間，才建造出第一艘原型機 MK1。但在那之後，SpaceX 用了一個月時間組裝出了新一代原型機 SN1，而在僅僅兩周之後，另一台 SN2 就已經出現在場地內。
後來馬斯克在回憶起這件事時表示，「MK1 的問題在於我沒有集中注意力，因為我還在處理特斯拉的很多事情。」在將注意力移回到 SpaceX 之後，馬斯克認為，進展不順的關鍵在於他們還沒有建立一條宇宙飛船的生產線。
今年 2 月下旬一個周末的凌晨，馬斯克突然在得州工廠召開全員會議，宣布將要加速推進 Starship 的製造工作。會後不到 48 小時，SpaceX 位於得州的工廠完成了 252 人的招聘工作，建設工作陡然加速。
馬斯克說，如果你只是想造出一件東西，那可以由工程團隊來完成。但如果數量更多的時候，就必須造出製造機器的機器。這也就是他所說的飛船產線。
圖 | SN5 發射前
事實上，特斯拉的量產經歷讓馬斯克獲得了不少擴大產線的經驗，他將特斯拉產能爬坡時的經驗也放到 Starship 生產線的建設當中。通過挑戰工作安排，SpaceX 的得州工廠開始了 7x24 小時滿負荷運轉。
要讓這樣一個超大型飛行器脫離地球引力、進入軌道、在火星著陸，然後返回地球，馬斯克當然知道這不是一蹴而就的事情。在很長時間裡，馬斯克都相信，實現這一目標的唯一現實方法是通過反覆試驗，不斷接近正確的設計。
「提升產量會解決許多問題，」馬斯克說，「如果生產率高，產品迭代率就高。幾乎所有的技術進展都取決於迭代次數，以及每次迭代之間所取得的進展。只有生產能力足夠強，SpaceX 才能完成更多的迭代，同時在迭代中不斷進步。」
他表示，目前 SpaceX 正試圖打造一支龐大的艦隊，讓火星適合居住，使生命遍布多個行星。要實現這一目標，SpaceX 大概需要造出 1000 艘飛船，每艘飛船的有效載荷甚至比土星五號更大，更重要的是可以重複使用。
SpaceX 的目標是實現每周建造一到兩艘星際飛船，並將建造成本削減至 500 萬美元。
