筷子夾火箭?星艦成功濺落后,馬斯克的下個目標更大膽

鈦度號
星艦目前只成功了70%。

文|硅谷101

人類有史以來最強大火箭Starship,在經(jīng)歷了SpaceX的三次空中試飛爆炸之后,終于在美國時間2024年6月6日的第四次試飛中,實現(xiàn)了飛船和助推器的海面濺落。而這也是第一次,眾多媒體用了“成功”這個形容詞,來形容Starship的試飛。

然而,在前SpaceX高管的眼中,Starship的進展僅僅完成了70%,今年還有一系列艱巨的技術(shù)難點需要攻克。

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

我認為今星艦今年可能還會(發(fā)射)五六次。

這期內(nèi)容,我們來和曾經(jīng)參與星艦建造的SpaceX前高管Lewis Hong一起聊聊星艦截至目前的四次試飛和之后的里程碑,如今的商業(yè)太空市場,以及SpaceX早期人才所形成的“SpaceX黑手黨”對美國太空制造帶來的影響。。

01 第四次發(fā)射回顧

美國德州時間6月6日當?shù)卦缟?點50分,Spaceship的第四次試飛火箭從位于德克薩斯州博卡奇卡的研發(fā)、測試和發(fā)射基地升空。從畫面中可以看出,盡管Starship配置的33個“猛禽”發(fā)動機中的其中一個在途中沒能正常工作,但火箭第一級名為“Super Heavy”的助推器仍將第二級飛船送至預定高度。

在7點52分,星艦飛船與Super Heavy火箭成功實施熱分離,與此同時Super Heavy火箭實施翻轉(zhuǎn)機動和回推點火。

隨后,在7點57分,助推器在墨西哥灣濺落,SpaceX的員工們大家歡呼慶祝。

之后,由6臺“猛禽”發(fā)動機驅(qū)動的“星艦”飛船繼續(xù)爬升至預定軌道,并在7點58分時星艦發(fā)動機成功熄火、開始繞地球飛行。

到8點38分,星艦飛船準備重返大氣層。而整個艦體能否通過大氣層的考驗,將是本次試飛中非常重要的一關(guān)。

到8點48分時候,星艦飛船回到大氣層后穿過大氣層中最厚的位置,畫面中顯示一些部件,特別是飛船的襟翼著火受損,攝像機鏡頭也明顯遭到破壞。

但最終,星艦還是拖著殘軀堅持到了最后,德州時間8點55分,飛船成功實施著陸點火和翻轉(zhuǎn),成功在印度洋海面軟著陸,也就是“濺落”(Splashdown)。

雖然各大媒體用了“成功”這個詞作為標題,但對于曾經(jīng)參與星艦建造的SpaceX前高管Lewis來說,星艦項目還算不上成功。

02 星艦項目進度:完成70%

這次試飛之后被馬斯克在推特上稱為“巨大的成就”,而我們也能看到SpaceX的員工在經(jīng)歷了前三次的被迫引爆火箭之后,第一次成功實現(xiàn)了助推器和飛船的雙重濺落,也代表著,本次試飛的重要目標都得以實現(xiàn)。

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

而且還蠻準確的,這是大家最出乎意料的,離他的目標只差了 6 公里,6公里聽起來這么遠,但是如果從一個東西從外太空掉回來,能夠達到這個里面,我覺得已經(jīng)算是不錯了,以第一次來講。

Lewis認為,助推器和飛船的雙雙成功濺落意味著,星艦項目的試飛已經(jīng)完成了70%,而今年之后 的幾次測試可能會實現(xiàn)更多的里程碑。他認為,接下來星艦接下來從70%到90%的進展目標是,能讓助推器和飛船降落回準確的地點,并且實現(xiàn)多次重復利用。

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

今年年底我認為星艦是非常有望可以成功的,不管星艦還是booster(助推器)成功的降落在他們想要的地方,我覺得他不會像馬斯克一開始設計的那樣,一降落就可以再發(fā)射這樣的 fully reusability(完全可重復性),但透過minor maintenance(輕度維護),或許能夠達到再重新再發(fā)射的這個目標。如果今年能夠達到的話,那SpaceX星艦這個項目就比Falcon9(獵鷹9號)整整快了一倍以上。

而再接下來,從90%到100%項目完全成功,并且可以大規(guī)模開啟發(fā)射,則需要星艦實現(xiàn)讓助推器和飛船雙雙回到原始發(fā)射臺上,實現(xiàn)重復利用,甚至自動加油。然而,技術(shù)的發(fā)展曲線是,越到后來,剩下的5%或10%是最難解決的問題

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

這就是第一原理,如果要省去所有不必要的步驟,是不是回到原點,然后只要關(guān)起來,再加油,立刻再開始。要能夠做到這個地步,就是我說的后面90 %這個部分。

我覺得這東西一定是 autonomous (自主的)。這是Elon(馬斯克)的design(設計),他們叫做 chopstick maneuver(筷子動作),像筷子一樣往里夾住。

能在發(fā)射臺起飛,能在發(fā)射臺回到地球,并且自動加油,需要很小的人工維護,又能重新的上天。我們之前的星艦節(jié)目提過,星艦可以裝下巴黎埃菲爾鐵塔折疊起來那么大空間的物體,而在馬斯克的設計下,人類需要大規(guī)模、頻繁發(fā)射星艦這樣的重型火箭,只有一個目的。

Make life Multi planetary(成為多行星物種)

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

星艦的設計,不止去火星,它是讓人能夠做長遠太空飛行的一個工具,就是不止現(xiàn)在低軌。

而只有星艦的工程進展達到100%,我們可以頻繁發(fā)射星艦之后,才能進一步去解決在天上的、更難更遠之后的問題,包括空中加油等等。也許在未來的幾年,就能做到了。

接下來,我想帶大家回顧一下星艦前三次的發(fā)射。因為從第一次發(fā)射我們硅谷101就開始關(guān)注了,就像Lewis說到的,獵鷹9號項目用了10年,而星艦到如今初步的試飛成功僅用了差不多5年的時間,整個工期縮短了一半,而且從前四次發(fā)射可以看出,每一次發(fā)射出現(xiàn)的問題,都會在下一次發(fā)射中得到解決,這說明整個SpaceX公司的解決問題能力以及團隊效率非常之高。

03 前三次發(fā)射回顧:Break it and fix it

3.1 第一次發(fā)射:炸毀發(fā)射臺

2023 年 4 月,星際飛船首次發(fā)射,因為缺乏經(jīng)驗,發(fā)射臺的設計出現(xiàn)問題,使得星艦在一點火的瞬間發(fā)射臺的地基架構(gòu)就被破壞,飛沙走石在火箭升天之前破壞了數(shù)個“猛禽”發(fā)動機。

我們知道,星艦的助推器底部安裝了33臺“猛禽”發(fā)動機,每個發(fā)動機能輸出50.6萬磅推力,在一級點火的瞬間,33臺發(fā)動機瞬間推力超過7500噸,因此,每一個發(fā)動機都很重要。所以在第一次的發(fā)射中,由于多達六個發(fā)動機失效,無法擁有足夠的動力將火箭推到預定的高度,讓星艦在距離地面約 40 公里(25 英里)處,升空幾分鐘后因為艦體失去控制,讓SpaceX不得不引爆星艦。

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

那時候大家也看得很開嘛,離開發(fā)射臺就是成功,那個時候大家的定義,只要不在發(fā)射臺上引爆,就是成功,那星艦第一次發(fā)射也做到了這一點。

所以第一次,星艦的成功在于沒有在發(fā)射臺上爆炸,成功離開了發(fā)射臺,雖然把發(fā)射臺毀得不成樣子。而第二次,星艦就飛得更遠了。

3.2 第二次發(fā)射:燃料泄露

星艦的第二次試飛在2023年11月18日。這一次,馬斯克和SpaceX先用混凝土加固了發(fā)射臺,并在發(fā)射臺增加了“水冷鋼板”,它被馬斯克形象地稱為“巨大的倒置淋浴噴頭”,向上噴水以抵消助推器產(chǎn)生的大量熱量。

當時業(yè)界對這個設計也有很大爭議,很多人認為水冷鋼板可能無法抵御星艦的熱量,還是需要傳統(tǒng)的導流槽。但事實證明,SpaceX這一次用水冷鋼板的技術(shù)成功解決了發(fā)射臺的問題,33個發(fā)動機全部點火成功,也沒有對發(fā)射臺造成破壞。這是完全解決了第一次發(fā)射的問題。

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

第二次我就完完全全按照第一次這個經(jīng)驗,那把它完全徹底的就重新的改掉了。六個月的時間內(nèi)達到這個,在美國的工程里面也算是不可思議的一個,就是事情這個。

但第二次發(fā)射也出現(xiàn)了新問題。在發(fā)射不久、星艦首次嘗試“熱分離”之后,星艦飛船和助推器都出現(xiàn)了問題而被引爆。

SpaceX在調(diào)查后認為,熱分離之后,本來Super heavy 火箭啟動助推燃燒,向火箭的33臺猛禽發(fā)動機中的13臺發(fā)出指令,推動火箭飛向預定著陸位置。然而,在燃燒過程中,助推器中向發(fā)動機提供液氧的過濾器堵塞造成氧化劑入口壓力減小,導致多具發(fā)動機發(fā)生故障,使得助推器在飛行三分半多鐘后,在墨西哥灣上空約 90 公里的高度被執(zhí)行RUD(快速非計劃拆卸)引爆。

而星艦飛船在熱分離后,成功點燃了所有六臺猛禽發(fā)動機,并正常上升,直到飛行約七分鐘后,計劃中的過量液氧推進劑排放開始。我們知道,在發(fā)射前,航天器上會裝載額外的推進劑,以收集代表未來有效載荷部署任務的數(shù)據(jù),而這些推進劑需要在重返大氣層前處理掉,以滿足濺落時所需的推進劑質(zhì)量目標。

然而,當啟動液氧排放時,航天器尾部發(fā)生泄漏,導致燃燒事件和隨后的火災,使得航天器的飛行計算機之間失去通信。

隨后自動飛行安全系統(tǒng)檢測到任務規(guī)則違規(guī)并啟動飛行終止系統(tǒng),使得星艦飛船被迫引爆。而飛行測試結(jié)束時,航天器的高度約為 150 公里,速度約為 24,000 公里/小時,成為第一艘到達外太空的星際飛船

在第二次試飛之后,SpaceX驗證了發(fā)射臺設計的可行性,并對在未來的助推器氧化劑罐內(nèi)實施硬件更改,來提高推進劑過濾能力,并改進操作以提高可靠性。同時,SpaceX還對星艦飛船實施了硬件更改,以改善泄漏減少、防火和與推進劑排氣口相關(guān)的精細操作,來提高可靠性。

3.3 第三次發(fā)射:防熱板故障

而在2024年3月進行的第三次試飛中,確實,前兩次出現(xiàn)的問題,第三次試飛都全部解決了。而星艦的第三次發(fā)射的一個重要目標就是驗證一個關(guān)鍵技術(shù):艙內(nèi)燃料傳輸。

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

那這一次星艦成功分離以后,星艦也第一次成功可以進入到軌道。所以這是第一次如此龐大的物體,可以把東西射進軌道里面了。它在軌道里面的時候,星艦也驗證了在這種orbit(軌道運行狀態(tài))里面的燃料從一個桶運輸?shù)揭粋€桶,另外一個桶這樣子的必定的一個demonstrations(展示)。

那這個東西是用來干嘛呢?因為星艦其實以后有一個很重要的功能,就是要有辦法能夠在太空里面加油,所以讓星艦能夠做一些,不管是去月球還是更遠地方的、長遠的計劃。那星艦必須有能在空中加油的能力,這個第三次發(fā)射的時候,星艦在太空這個真空環(huán)境里面,成功的把fuel(燃料)從一個桶運到另外一個桶,就是用來展現(xiàn)這個技術(shù)的這個可能性,這是一個很重要的里程碑,也是很重要的一個 check off (確認技術(shù)),給NASA看星艦的這個capability(能力)。

但遺憾的是,在星艦飛船回到大氣層的時候,因為防熱板出現(xiàn)故障,使得飛船無法順利通過大氣層的考驗,最后出現(xiàn)失聯(lián)、啟動自爆程序。而推進器的回收測試也出現(xiàn)了一些新的問題,包括在成功點火減速之后,因不正常擺動導致發(fā)動機未能正常點火,而在高度約462米解體。這個高度距離海面的軟著陸濺落成功就差一點,但還是沒有成功。

所以,在SpaceX官網(wǎng)發(fā)布的調(diào)查報告中,我們看到星艦團隊對于這一次測試的各種問題又再次做出快速的調(diào)整。而就在不到三個月之后的6月6日,也就是這次最新的第四次試飛中,上面說到的所有問題都得到解決,并且飛船和助推器都實現(xiàn)海面濺落的目標。

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

每一次星艦除了解決上一個星艦的問題外,都朝著這個最終的目標,就是又在 check off(確認技術(shù))一個里程碑。

我們開頭說了,接下來星艦還有30%的里程碑要去完成,而越接近100%,技術(shù)突破的難度也就越大。但對于SpaceX來說,如今已經(jīng)不再是研發(fā)獵鷹9號回收時候的那個只有三次試飛機會否則就破產(chǎn)的危在旦夕的初創(chuàng)企業(yè)了。

馬斯克對于SpaceX的文化定義是:break it and fix it,就是不要怕失敗,我們摧毀它,從中學習到經(jīng)驗,再修復它,再嘗試,直到成功。而對于如今的SpaceX來說,它更有底氣來做這樣的事情了。

如今,SpaceX已經(jīng)是全美最大獨角獸,2023年年初上一輪融資時估值達到1370億美元,而最近有消息放出,說SpaceX在以2000億美元估值出售現(xiàn)有股票。

并且,因為穩(wěn)定的訂單,SpaceX從去年已經(jīng)開始盈利。根據(jù)TechCrunch的信息,SpaceX在2023年的全年收入已經(jīng)達到90億美元,營業(yè)利潤達到30億美元。這說明,SpaceX的商業(yè)太空模型已經(jīng)走通。

Lewis預計每制造一顆星艦要耗資1億美元,那么就算星艦今年再炸30次,對于如今SpaceX的實力來說,可能也不是問題。這讓整個SpaceX的團隊以更高效的方式進軍商業(yè)太空,而這樣的效率是美國其它商業(yè)太空公司望塵莫及的,無論是不久之前剛完成載人任務的波音,還是貝索斯旗下的Blue Origin,還是維珍銀河,都已經(jīng)不再是SpaceX的對手。

04 正在崛起的新一代硬件生態(tài)和人才

而很有意思的是,在SpaceX內(nèi)部也已經(jīng)形成了一個SpaceX幫派,被稱為SpaceX Mafia,SpaceX黑手黨,他們代表著美國最優(yōu)秀的新一代硬件人才,有一些人已經(jīng)出來自己創(chuàng)業(yè),看到了Space tech的一些上下游創(chuàng)業(yè)機會。

Lewis Hong

FP Solutions VC聯(lián)合創(chuàng)始人、SpaceX前高管

SpaceX、Tesla這兩家公司,在他們各自的科技領(lǐng)域里面,都把科技往前推動了,我覺得除此以外,這兩家公司還有一個很重要的點,就是在美國培養(yǎng)了一批新一代的硬件創(chuàng)業(yè)者。因為美國已經(jīng)有好一代的人,不知道硬件、工廠是什么東西,大部分的人喜歡買亞洲的電子消費品,知道那些都從哪邊來,但不知道是怎么做的,也跟自己沒關(guān)系。只知道 focus(聚焦)在software(軟件),focus(聚焦)在consulting(顧問), focus(聚焦)在service(服務)上。

這是一直以來,一代人美國主力的思維,可是美國在之前曾經(jīng)也是一個生產(chǎn)hardware (硬件)的大國,那我覺得透過 SpaceX 和Tesla,讓一代人看到了如何在美國從0到100,做一個龐大的硬件的thesis(主題)。我覺得這是SpaceX Mafia(黑手黨)最大的一個特點,就是他們經(jīng)歷的過大家所謂都是一個不可能的一個journey(旅程)。

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