美媒解讀:為什么SpaceX能承受爆炸失敗,而NASA卻不能

2023-04-22 15:40:36       來源:網易科技報道

4月21日消息,美國東部時間周四上午,SpaceX的星際飛船系統(tǒng)發(fā)射升空。雖然火箭順利離開發(fā)射臺,但卻在空中發(fā)生了爆炸。那么這次發(fā)射測試算成功還是失敗?

考慮到SpaceX快速迭代的火箭開發(fā)過程,公司應該從這次測試中收獲了很多數據。

周四上午,天空晴朗,SpaceX的超級重型火箭助推器帶著星際飛船從發(fā)射臺上慢慢地升空。這是有史以來最大的火箭,滿載著大約5000噸液氧和甲烷推進劑。它花了大約10秒的時間才完全離開發(fā)射臺。


(相關資料圖)

從附近有利的位置觀察,火箭隆隆作響,濃煙滾滾向外翻騰。隨后,星際飛船才從煙塵中顯現出來,在天空中留下一道銀紅相間的明亮條紋。

然而,超級重型火箭助推器的33部猛禽發(fā)動機在升空伊始就出現了一些故障,這一點地面無法立即看出。大約兩分鐘后,更多引擎失靈。當火箭抵達40公里高空時,似乎有8部引擎已經熄滅。

星際飛船按計劃應當與火箭助推器第一級分離,但火箭似乎出現了一些控制問題。有可能是液壓系統(tǒng)問題導致地面無法控制剩余發(fā)動機的推力方向,整個發(fā)射系統(tǒng)開始在空中翻滾。

最終,火箭在空中爆炸了。

周四的升空測試結束之后,網上一片嘩然。許多普通人認為,SpaceX首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)最近做了一些令人討厭的事情,說了一些讓人討厭的話,他和他的火箭公司似乎把事情搞砸了。工程師們在這次失敗測試中表現得很愚蠢。

這種感覺完全可以理解。從那些習慣了美國國家航空航天局(NASA)的工作的普通觀眾視角來看,星際飛船的試飛看起來就是個失敗。NASA一次失敗通常會造成巨大損失,而爆炸更是一件糟糕的事情。

但事實并非如此。對于那些對發(fā)射工業(yè)和迭代設計方法有更多了解的人來說,讓超級重型火箭助推器和星際飛船能夠離開發(fā)射臺就是巨大的成功。

超級重型火箭是一項復雜的工程,安裝了史無前例數量的發(fā)動機,而且整體尺寸巨大。如果人們坐下來討論這種火箭可能出現的所有問題,可能會花費很長時間。另一種選擇是簡單將火箭調試到“足夠好”的配置,然后就開始飛行。因為飛行是場終極測試,能提供最好的測試數據,這樣人們就不必再擔心理論上的失敗。SpaceX公司的工程師們實際上是要找出問題所在,然后去解決它。但前提是必須能接受失敗。

所以SpaceX的開發(fā)過程更混亂,但也快得多。相比之下,NASA花費了數十億美元和近十年時間來打造巨型火箭太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS),并在2022年底進行了幾乎完美的首次飛行。NASA采用的是線性設計方法,開展全面昂貴的分析,因為SLS火箭的失敗會讓公眾嚴重質疑NASA的能力。

幸運的是,SpaceX可以承受失敗的風險。該公司已經建造了三枚準備好升空的超級重型火箭助推器。事實上,NASA制造一枚SLS火箭的時間可以讓SpaceX制造出10枚超級重型火箭助推器。如果前五次失敗,但后五次成功,哪種方法會更好?如果兩三年后,SpaceX成功發(fā)射并降落十幾枚甚至更多的超級重型火箭助推器,而NASA的方法只允許火箭每年發(fā)射一次,情況會怎樣呢?

雖然SpaceX的火箭這次爆炸了,但公司會從中學習經驗教訓。星際飛船還可能在今年秋冬再次升空,也可能很快就會頻繁飛行。

好和壞

不過這不意味著SpaceX不用擔憂超級重型火箭的未來。SpaceX正在迅速迭代猛禽發(fā)動機的設計。公司必須繼續(xù)努力,使這些發(fā)動機在點火和整個飛行過程中更加可靠。

現在,SpaceX已經收集到足夠的數據,證明這些發(fā)動機在飛行中的性能,以及為發(fā)動機提供液氧和甲烷的管道運行情況。這有助于SpaceX以接近每天一部的速度快速制造猛禽發(fā)動機。

另一個主要問題是在發(fā)射前為超級重型火箭輸送燃料并提供支持的地面發(fā)射設施。發(fā)射后的圖像顯示,軌道發(fā)射底座下面出現一個巨坑,人們還擔心儲存火箭所需氣體和液體推進劑的儲罐安全性。

SpaceX現在必須做出艱難決定,是否需要在火箭助推器下方建造一條溝渠來帶走發(fā)射產生的廢氣和熱量;或者對噴淋系統(tǒng)進行升級,來應對火箭發(fā)動機產生的巨大推力。公司最終可能會選擇前者。

如何解決這些問題,特別是地面發(fā)射設施的問題,可能是星際飛船下一次試飛前的最大障礙。

好消息是,美國聯邦航空管理局(FAA)證實,此次測試過程中沒有人員受傷。此外,火箭最大客戶之一NASA對這次測試很滿意。

NASA局長比爾·納爾遜(Bill Nelson)在試飛后的一份聲明中說:“歷史上每一項偉大成就都存在一定程度的風險,因為風險越大,回報越大?!薄捌诖齋paceX得到的一切,期待下一次飛行測試,期待未來?!保ǔ匠剑?/p>

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