美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月20日，SpaceX公司研制的重型運(yùn)載火箭“星艦”以及飛船集成系統(tǒng)進(jìn)行了首次試驗(yàn)發(fā)射，火箭升空不久后爆炸，飛船未能進(jìn)入預(yù)定軌道。對(duì)于這次全球關(guān)注的火箭發(fā)射試驗(yàn)，航天業(yè)內(nèi)人士怎么看？
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上海市宇航學(xué)會(huì)資深航天科普專家陶建中認(rèn)為，作為未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里世界上推力最大的火箭，“星艦”能順利起飛就很了不起，國(guó)內(nèi)很多網(wǎng)友對(duì)這次發(fā)射失敗持寬容態(tài)度合情合理。“當(dāng)然，對(duì)于馬斯克的航天冒險(xiǎn)理念，業(yè)內(nèi)有不同看法。”
復(fù)雜系統(tǒng)的失敗風(fēng)險(xiǎn)很高
“星艦”重型運(yùn)載火箭總高度約120米，有33臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，滿負(fù)載推力高達(dá)7600噸。它包含火箭的上面級(jí)“星艦”飛船船艙和火箭第一級(jí)“超級(jí)重型”助推器，與SpaceX公司研制的“獵鷹9號(hào)”火箭一樣，屬于可回收火箭。
陶建中介紹，“星艦”是世界上在研的推力最大、載荷最大的運(yùn)載火箭，比當(dāng)年實(shí)現(xiàn)阿波羅登月計(jì)劃的“土星5號(hào)”運(yùn)載火箭的推力大了近一倍，也比美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）在研的SLS火箭推力大了近一倍。作為我國(guó)新一代正在論證的重型火箭，“長(zhǎng)征九號(hào)”的推力超過SLS火箭，但也小于“星艦”。因此，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里，馬斯克推動(dòng)研發(fā)的這款火箭將是世界最強(qiáng)火箭，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)100～250噸。
“星艦”火箭在位于博卡奇卡的發(fā)射基地升空。新華社發(fā)（SpaceX供圖）
談及20日的發(fā)射試驗(yàn)，陶建中表示，這是一次比較完整的火箭發(fā)射，試驗(yàn)推力達(dá)到了設(shè)計(jì)推力的90%。雖然在火箭一二級(jí)分離前，發(fā)生了爆炸和解體，但能夠順利起飛，就是一個(gè)了不起的進(jìn)展。他分析說(shuō)，33臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成了一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)，在發(fā)射升空過程中必須承受住很多結(jié)構(gòu)件的共振和耦合，而且任何一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都不能出問題。100多噸的載荷，對(duì)火箭分離技術(shù)也是巨大的考驗(yàn)。
以蘇聯(lián)研制的N-1運(yùn)載火箭為例，這款有30臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭是美蘇太空爭(zhēng)霸的產(chǎn)物，開展了4次試驗(yàn)發(fā)射均告失敗。從中可以推測(cè)，比N-1火箭還多出3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的“星艦”在試驗(yàn)道路上會(huì)經(jīng)歷多大的坎坷。
“星艦”火箭升空不久后爆炸。新華社/路透
面臨這么高的失敗風(fēng)險(xiǎn)，馬斯克為何要推進(jìn)這項(xiàng)工程呢？原來(lái)，他的目標(biāo)是有朝一日實(shí)現(xiàn)“火星移民”。按照他的構(gòu)想，火箭要一次性運(yùn)送100人前往火星，這樣運(yùn)送1000次，就能把10萬(wàn)人送上火星，達(dá)到“移民”標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，火箭還要運(yùn)載大量貨物，為火星上的人類提供生活必需品。
由于承載著這個(gè)“科幻”夢(mèng)想，“星艦”的外殼采用鋼材料，內(nèi)部的密封壓力空間很大，達(dá)到1000立方米左右，可供100人在里面生活，度過漫長(zhǎng)的太空之旅。
馬斯克冒險(xiǎn)理念有很大爭(zhēng)議
雖然與很多網(wǎng)友一樣，陶建中對(duì)“星艦”發(fā)射失敗持寬容態(tài)度，但他也指出，馬斯克的冒險(xiǎn)理念在航天業(yè)界有比較大的爭(zhēng)議。
航天是“三高”行業(yè)——高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)。在這個(gè)行業(yè)里，馬斯克采用的是類似互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速迭代理念，在專家論證、計(jì)算機(jī)仿真、地面模擬實(shí)驗(yàn)不是很充分的情況下，就開展發(fā)射試驗(yàn)，并通過失敗的試驗(yàn)獲得大量數(shù)據(jù)，將其用于技術(shù)改進(jìn)，完成改進(jìn)后再進(jìn)行發(fā)射試驗(yàn)……通過多次失敗和改進(jìn)，直至可能收獲的成功。
“獵鷹9號(hào)”就是快速迭代理念的成功產(chǎn)物，在經(jīng)歷了多次試驗(yàn)失敗后，這款極富創(chuàng)新性的可回收火箭終于走向成熟。去年，SpaceX公司完成了61次“獵鷹9號(hào)”發(fā)射，成功率100%，創(chuàng)造了一年內(nèi)單一運(yùn)載工具發(fā)射次數(shù)最多的世界紀(jì)錄。
“星艦”能否復(fù)制這一成功模式？目前不得而知。陶建中坦言：“如果我是航天公司老總，是不敢這么做的，畢竟試驗(yàn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)和損失太大。”
“星艦”火箭在位于博卡奇卡的發(fā)射基地等待升空。新華社發(fā)（SpaceX供圖）
在航天工業(yè)領(lǐng)域，快速迭代理念的優(yōu)勢(shì)是技術(shù)進(jìn)步快，缺點(diǎn)是風(fēng)險(xiǎn)非常高。對(duì)中國(guó)航天來(lái)說(shuō)，這種理念或許有一定的借鑒價(jià)值。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)航天人在執(zhí)行型號(hào)任務(wù)時(shí)的態(tài)度是“小心求證”，在完成充分的專家論證、計(jì)算機(jī)仿真、地面模擬實(shí)驗(yàn)后，才會(huì)進(jìn)行發(fā)射試驗(yàn)。如果試驗(yàn)失敗，航天人會(huì)非常自責(zé)。這兩種理念哪個(gè)更好？并沒有標(biāo)準(zhǔn)答案。
此次“星艦”發(fā)射失敗后，馬斯克在社交媒體上表示：從試驗(yàn)發(fā)射中學(xué)到了很多，有助于幾個(gè)月后的下一次嘗試。看來(lái)，他將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在這條“試驗(yàn)失敗—收集數(shù)據(jù)—再次試驗(yàn)”的冒險(xiǎn)道路上繼續(xù)前進(jìn)。
