耗资200多亿，SpaceX星舰二次试飞失败，箭体一二级分离时发生爆炸

图片来源：SpaceX

出品｜搜狐科技

作者｜郑松毅

美国当地时间11月18日上午7点03分（北京时间11月18日21点03分），SpaceX在得到美国联邦航空管理局（FAA）授予的发射许可后，在位于德克萨斯州的发射基地进行“人类史上最大火箭”——星舰飞船的第二次飞行测试。

星舰飞船在发射52秒后，成功突破Max-Q（最大动压）；2分54秒时火箭一级和二级开始“热分离”；3分22秒，一级发动机在分离后因有几台发动机疑似未正常工作，触发安全感应系统，发生爆炸，二级发动机继续进行运动。

遗憾的是，发射后17分钟左右，二级发动机因未达到预设运动速度，且没有进入正确轨道，信号丢失，星舰第二次试飞宣布结束。

搜狐科技从SpaceX官网了解到，此次试飞的原目标与第一次相同，超重助推器在发射后不久将落在墨西哥湾，星舰飞船将飞行至接近入轨速度，然后在发射约90分钟后溅落在夏威夷附近海域。

国际宇航联合会、空间运输委员会副主席杨宇光表示，“这次对于SpaceX来说是有很大的进步的，但客观来说还没有达到既定目标。作为一种完全可重复使用的运载火箭，一级的回收也是非常重要的。但进步的是，至少这次火箭一级已经达到了正常工作状态。”

曾参加SpaceX博士工程师项目的张晨星表示，这次试飞验证了星舰一级飞行在一二级分离前运行状态是完全没有问题的，问题出现在一二级分离后，发动机二次点火发生了问题。

全国空间探测技术首席科学传播专家、卫星应用产业协会首席专家庞之浩曾向搜狐科技介绍，“星舰如能成功发射，不仅有助于实现“火星远征”计划，将人员和设备运载至太空，凭借其强大的运载能力和多用化设计，还可以运载更重、更多的第二代星链卫星到太空，甚至一次可以部署一个小的星座，进一步推进马斯克的星链计划。此外，星舰还可以用于地球与太空之间点对点的运输和建造，包括建设巨型太空站、太空旅馆等。”

马斯克曾在2017年9月29日的国际宇航大会上发布了他的计划，即用 SpaceX 的巨型运载火箭和星舰系统进行太空旅游，让普通公众有机会绕月旅行，这个计划被称为 "DearMoon"。马斯克表示，这将是 "人类历史上的一次里程碑"，并计划邀请一些艺术家和文化人士加入这次旅行。

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马斯克的目标是让星舰成为一种能够大规模生产的交通工具，称计划每年生产约100艘星舰，并将星舰的生产成本降低到每艘1亿美元以下。他表示，如果一艘星舰每两年就能飞往火星一次，那么在未来的几十年里，数百艘星舰可以将数百万人送上火星。

为何星舰第二次飞行测试会延迟发射？

星舰第二次飞行测试原定于11月17日发射，SpaceX官网却在前一日发布了推迟一天发射的消息。官网没有给出具体推迟的原因，只在社交平台X（原推特）表示，“星舰准备发射，这是再一次将星舰置于真实飞行环境的机会，可以最大程度地提高我们的学习效果，快速迭代开发。对于我们努力构建一个完全可重复使用的太空发射系统来说至关重要，该系统能将卫星、有效载荷、船员和货物送入各种轨道，以及地球、月球和火星的着陆点。”

为了打消外界对此不必要的猜想，SpaceX创始人埃隆·马斯克（Elon Musk）亲自发帖解释，“我们需要更换一个栅格翼驱动器，所以发射推迟到周六。”

很多人疑惑，影响发射的“栅格翼驱动器”究竟是什么呢？

据报道介绍，超重型火箭的超大栅格翼最早于2021年4月首次亮相，由304L全不锈钢取代了钛合金材质。优势是熔点高、强度高、韧性强、造价低。超重型火箭的超大栅格用于超重型火箭再入、回收阶段的姿态控制，对于火箭来说是非常重要的一个组成部分。

“超重型栅格翼几经设计更新换代，由原折叠式改成固定式，可以避免不必要的复杂性、附加质量、机械故障。而且在火箭上升阶段，由于栅格翼并不处在高仰角，所以固定式栅格翼带来的阻力其实很小。”

星际飞船第二次飞行测试之前的升级

4月20日，SpaceX星舰系统满载超4500公吨推进剂从得克萨斯州的SpaceX火箭发射基地点火发射，执行首次轨道级测试飞行任务，但升空3分50秒后爆炸。SpaceX在星舰发射失败后表示，失败原因是由于星舰和推进器未能分离。

庞之浩曾向搜狐科技分析，“星舰同时并联了33台新型第二代“猛禽”发动机，刚开始是有3台没有成功点火，升空一段时间后又有2到3台发动机熄火了，最终导致星舰在升空接近3分钟时呈失控状态。并联使用这么多台发动机同时点火工作，是一项十分复杂的技术，会产生巨大高频震动和高温，容易影响火箭的推力、速度和姿态控制等。”

马斯克表示，“星舰”自第一次试飞以来进行了超过1000次升级和改进。搜狐科技在SpaceX官网发现，第二次飞行测试首次推出用于超重型猛禽发动机的热级分离系统和新型电子推力矢量控制（TVC）系统，此外还有底座基础的加固和水冷钢火焰偏转器以及许多其他增强功能。

据此前媒体报道，“热级分离系统”是指在理想情况下，发射后约2分40秒，第一级的发动机在将火箭带出稠密的低层大气后开始关闭，新的级间分离系统将开始工作。此时一二级尚未分离，但二级的6台发动机将点火，同时新的排气系统保护第一级不受排气影响。

芝加哥大学太空历史学家、科学传播学教授乔丹·比姆斯 (Jordan Bimms) 表示，“我们上次在四月份看到的尝试中，星舰未能与超重型助推器分离。现在他们将采用热分级方法，上层星舰将在底层仍然附着的情况下点燃，有助于提升发动机整体工作性能。”

据悉，新型电子推力矢量控制（TVC）系统是为了更好地调节发动机喷嘴，帮助火箭保持在正确的轨迹上。同时，对于发射底座基础设施的改造，是为了确保火箭和发射台不会因发动机点火后产生的强大力量而损坏，并防止大块混凝土和其他碎片散落影响附近地区。