“星舰”第八飞再受挫，成熟之路道阻且长
“星舰”第八飞再受挫，成熟之路道阻且长
北京时间3月7日早上，SpaceX公司的“星舰”第八次试飞再次折戟沉沙。
此次任务是“星舰”经历过第七次试飞失败后，希望从挫折中追赶进度的一次关键发射。试飞中，SpaceX公司第三次实现了“星舰”第一级由发射台“筷子”机械臂捕获回收，但编号S34的第二枚V2版“星舰”第二级出现异常而空中爆炸解体。V2版“星舰”第二次试飞失败，导致原本高歌猛进的“星舰”项目蒙上阴影。
“星舰”起飞瞬间
归零之后再受挫
1月16日，“星舰”第七次试飞中，编号B14的第一级成功实现了发射台原位回收，“大筷子”机械臂捕获箭体精度达到厘米级，打消了外界对于“星舰”第一级回收“靠运气”的质疑。
然而，编号S33的首枚V2版“星舰”第二级遭遇故障，与地面失联后，空中自毁解体。事后查明，这次事故原因是推进系统谐振响应异常，导致推进剂管路和连接部位承受了额外应力，贮箱下底外发动机舱的非加压区域（被称为“阁楼”）发生了液氧甲烷推进剂泄漏，使腔体内压力急剧升高。接下来，被引燃的推进剂扩散，火势迅速蔓延，致使“星舰”第二级姿态失控，触发自毁程序。毫无疑问，这次失败暴露了V2版“星舰”在设计上的局限，比如“阁楼”区域通风能力不足、推进剂管路布局和密封性存在隐患、防火措施欠缺等。
SpaceX公司秉承“快速迭代”理念，迅速开展归零和事故复现工作，采取了多项技术优化措施，包括调整燃料管道结构、优化推进剂温度控制、升级猛禽发动机、在发动机舱加装氮气吹扫系统并增强通风能力等。
即便如此，“星舰”第八次试飞仍不顺利，可见这些改进措施并未触及失败的核心问题，或是出现了新的未知情况。
SpaceX公司第三次成功回收“星舰”第一级
在“星舰”第八次试飞中，编号B15的第一级表现出色，第三次成功实现发射台“筷子夹火箭”回收。第二级前半段工作正常，但起飞后7分50秒左右，一台真空版猛禽发动机出现火光，随后第二级姿态突然失稳，开始旋转，遥测信号中断。这意味着，第二级原计划后续开展的释放模拟星链卫星、在轨点火、再入大气层等试验项目未能进行。
尽管试飞再次功败垂成，但外界注意到，“星舰”发射周期已大幅压缩。相比前7次发射，“星舰”第八次试飞前流程大幅简化，省去了全箭加注试验，两级分别进行静态点火后迅速返回厂房检修，再安装自毁炸药。全箭在发射台上的总装时间也大幅缩短，第一级B15从推出到静态点火再到返回厂房全流程仅用了61小时，第二级S34的静态点火相关流程耗时72小时，发射频率已接近成熟火箭。
新设计仍需完善
V2版“星舰”第二级进行了多项重要升级，尽管在第八次试飞中没得到充分检验，某些细节仍然可圈可点。
从外观上看，其前翼面大幅改动，面积更小，位置更靠前且向背风面移动，有助于降低再入大气层时的热流冲击，简化相关机构与隔热瓦铺设工作。
其推进系统经过重新设计，推进剂容积增加25%，从1200吨增至1500吨。隧道管增设真空夹套，提高了保温能力。为真空版猛禽发动机配备了全新的推进剂输送系统，改进了控制管路阀门与传感器的电子系统，有潜力执行长时间在轨任务。
虽然第二级略微加长，但因推进剂贮箱增大，载荷空间反而有所缩小。不过，外界预计，“星舰”服役初期将主要用于部署星链卫星，因此合理分配级间比、提升有效运力更加重要。
此外，V2版“星舰”增添了更多功能与冗余度，电子设备全面升级，采用新一代隔热瓦并增设备用层，还进行了热防护性能压力测试，引入多种金属隔热瓦方案，包括具备主动冷却功能的材料。第二级侧面还安装了非结构性的捕获点，测试热防护性能。
SpaceX公司此前宣称，第二级翼面将在再入过程中的最大动压点承受极限压力，以便摸清再入弹道极限，为后续实用化发射提供更高的飞行裕度。
“星舰”第二级空中爆炸残骸
然而，“星舰”连续两次试飞失败，第二级的诸多升级措施“无用武之地”，外界难免对其产生质疑。
事实上，如何规避大幅改进而产生的新技术风险，一直以来都是航天器设计难点，V2版“星舰”出现问题也在情理之中，自然会对后续进度造成不利影响。
未来，“星舰”第九次试飞可能仍将是第七次、第八次试飞的重复。不过，“星舰”第一级经过3次发射台回收后，技术状态已相对成熟，回收方案的可行性和可靠性进一步提升，因此“星舰”第九次试飞不排除会再次使用第六次试飞中回收的编号B14的第一级。这将使“星舰”的复用程度接近猎鹰9火箭，有利于提高发射频率。当然，第九次试飞也有可能使用正在测试的编号B16的全新第一级。
更重要的是，按照SpaceX公司的原计划，在第九次试飞中，“星舰”将首次尝试使用发射台“筷子”机械臂回收第二级，而不再是软着陆于海面。目前，“星舰”2号发射台的“筷子”回收机构已完成安装，相比1号发射台上的“筷子”，显得更加短小，在整体重量、灵活性和稳定性上均有提升，同时对“星舰”第二级的落点精度要求更高。然而，因为V2版“星舰”第二级两次空中爆炸解体，第九次试飞的具体时间和任务内容一时难以确定。
任务艰巨迎挑战
今年对“星舰”项目是至关重要的，充满了机遇与挑战。除了面临自身研发和升级压力外，“星舰”还承担着多项重要任务。
根据美国宇航局的计划，今年两枚“星舰”第二级将在轨无人对接，开展吨级甚至100吨级的低温推进剂在轨转移测试，为基于“星舰”第二级研制的载人登月舱进行关键技术验证。
“星舰”第一级技术状态和回收流程已相对成熟
不过，随着美国政府更迭，“阿尔忒弥斯计划”迎来重大变局。“星舰”未来将如何在美国载人登月计划中发挥作用？可谓备受瞩目。比如，“星舰”是否会替代即将下马的SLS重型火箭，成为美国载人登月计划的核心力量，乃至在火星探测任务中扮演关键角色，都值得关注。
从更宏观的角度来看，如果“星舰”项目能够实现原目标，有望以数量级降低人类进入太空的成本，促使人类在宇宙中的活动范围进一步扩大，为解决地球面临的资源短缺、环境危机等提供新思路。然而，“星舰”规模庞大，研发思路激进，多项重要任务和急迫的进度要求均给“星舰”完善设计和加速测试施加了巨大的压力。
比如，尽管未得到充分验证，但“星舰”第二级的各种改进尝试和操作证明，SpaceX公司正在摸索基于不锈钢贮箱条件下的最佳热防护方案，仍在延续“快速试错，高频迭代”的研发策略。
有观点认为，这种将失败视为“必要学习成本”的模式，正在颠覆传统航天工程范式。不过，“星舰”连续两次试射失败，每次成本至少是上亿美元，同样显示出这种研制模式代价高昂的缺点。
未来，“星舰”后续大概率还会进行大规模改进和更高频次试飞，因此提前暴露问题未必是坏事。今年，“星舰”将何去何从，我们不妨拭目以待。
本文原文来自澎湃新闻