--- area: "tech-engineering" category: technology companies_orgs: - FAA - SpaceX - Boeing date: '2024-11-29' draft: true guest: '' insight: '' layout: post.njk media_books: - X - Everyday Astronaut people: - Donald Trump - Joe Biden - Elon Musk products_models: - Starship - Raptor engine - Falcon 9 - Boeing 747 project: [] series: '' source: https://www.youtube.com/watch?v=u6a-V9ZybhI speaker: 海伦子Hellen status: evergreen summary: 星舰第六次试飞在FAA的快速审批下，仅隔37天便顺利升空，标志着SpaceX在可重复使用火箭技术上的又一里程碑。此次飞行不仅展示了星舰二级真空点火和隔热瓦测试的进展，更因美国前总统特朗普的亲临现场而增添了政治关注。尽管助推器未能实现“筷子捕获”，但SpaceX通过此次飞行积累了宝贵经验，并为未来的载人任务和火星探索奠定了基础。 tags: - flight-testing - political - space - starship-development - technology title: 星舰六飞：FAA绿灯、特朗普亲临与技术突破全解析 --- ### 星舰六飞：审批加速与政治关注 大家好，今天我们一起来回顾一下**星舰**（Starship: SpaceX正在开发的一款完全可重复使用的超重型运载火箭系统）的第六次飞行。感觉就像刚刚才说完星舰的第五次飞行，现在就开始讨论第六次了。不过，这一次确实是间隔时间最短的一次，距离第五次飞行只有37天。毕竟第五次和第六次飞行是一起获得批准的。这事实证明，只要**FAA**（美国联邦航空管理局: 负责民用航空安全和空域管理的机构）开绿灯，发射的动作可以非常迅速。 **SpaceX**（太空探索技术公司: 美国一家私营航空航天制造商和空间运输服务公司）和埃隆·马斯克也终于等到了他们最想要的FAA批准。不久前，FAA刚刚宣布将允许星舰的发射次数从每年的5次增加到25次。而且在这25次试飞中，星舰的一级和二级都能够返回，并且降落在**Starbase**（星舰基地: SpaceX位于德克萨斯州的火箭发射和测试设施）的设施上。这意味着星舰二级也被允许返回到发射塔了。FAA同时也批准了SpaceX可以继续增加助推器和星舰二级上的尺寸和推力。这一点非常关键，因为星舰第七次飞行大概率会用到体积和推力更大的**第二代星舰**（Starship Gen 2: 星舰的下一代改进版本）。所以只要SpaceX准备好了，他们可以立即进行飞行。目前初步确定星舰第七次飞行最早是在明年的1月11号。FAA开绿灯的这个消息，刚好是在星舰第六次飞行完成后的第二天宣布的。 ### 特朗普亲临现场：政治信号的释放 星舰第六次飞行，我个人觉得有一个很大的亮点，甚至比星舰发射本身更重要，那就是美国前总统唐纳德·特朗普亲临了现场。乔·拜登总统一次都没有来看过，但特朗普来了。要知道，政客的特点就是通过言行举止给外界发送各种信号。总统所有的举动都不是白做的，除非没有被拍下来。只要被拍下来，并且作为新闻传播出去的，都是有用意的。大家都知道特朗普和埃隆·马斯克的关系很好，但特朗普也在用实际行动告诉所有人，他支持SpaceX。 不过，这次发射，特朗普并没有能够亲眼看到助推器返回到发射塔，也就是第五次飞行中上演的**筷子捕获**（Chopstick Catch: 指星舰助推器由发射塔上的机械臂直接捕获回收的技术），这也是大部分人觉得失望的一个点。如果从纯观赏角度来讲的话，这次确实不如第五次飞行精彩，包括**星链**（Starlink: SpaceX运营的卫星互联网星座）终端的直播，也没有上一次顺畅。 ### 助推器回收中断与“零级”工程 之所以没有上演筷子捕获，SpaceX官方给出的理由是，捕获台和星舰舰身上的硬件被自动检测出有安全问题，所以自动终止了捕获。目前看来，这个硬件至少有两个问题：一个是发射台上的天线损坏，另一个是发动机上的冷却管在上升的过程中被扯掉了。埃隆·马斯克后来在X（前Twitter）上说，是因为失去了与发射塔计算机的通信信号。他表示也许仍然可以进行捕获，但他们不保证成功，所以经过谨慎考虑，还是终止了。 你看，这就体现了双塔的重要性了。旁边第二个回收塔如果已经建好了的话，直接换个塔，接着助推器就好了。第二个回收塔已经在建了，发射塔本身已经建好了，现在就剩下底下的管道，包括推进器输送管道这些细节了。这些工程SpaceX给它起了一个统一的名字，叫**零级**（Stage Zero: SpaceX对星舰发射塔和地面基础设施的统称，意指其复杂性和重要性不亚于火箭本身）。这个难度不比火箭发射本身更容易。 其实，如果特朗普不在现场，发射塔接不住也就接不住了，炸了也就炸了。所有的失败，甚至于爆炸，对于SpaceX来说，都是积累经验。如果说星舰迟早都要爆炸一回的话，那不如在正式载人之前就爆炸。 ### 发射过程：视觉盛宴与技术细节 星舰这一次飞行与以往的一个不同之处，就是把发射的时间改到了下午4点。这样安排是因为星舰二级降落的时候，南印度洋那边刚好是上午，可以清楚地看到星舰软着陆的角度和姿态。而前两次着陆天还是黑的，除了自动引爆的时候看到一团火光，其他什么都看不到。 火箭正式发射前的**T-1秒**（T-minus 1 second: 火箭发射倒计时，T代表时间，减号表示距离发射还有多久）倒数10秒的时候，发动机就开始点火启动了。然后在倒数5秒的时候，你就可以陆续看到火焰和一朵朵的大白烟。零秒的时候，火箭就开始有上升推力了。这个推力直播的时候说是7500吨，相当于66架波音747客机推力的总和。 星舰发射升空的这十几秒，每次看我都会觉得很美，很壮观。发动机燃烧时喷出的高温气体从火箭的喷口向外排，周围空气的水分子被迅速加热，然后膨胀起来，形成了这种翻滚的云雾，并不断向周围散开。再加上发射台下方有一个水冷系统，发动机点火的时候喷出大量的水，瞬间气化。不过后来发现在发射升空的时候，助推器的尾流冲坏了发射塔上的一个天线，导致后来终止了发射塔做回收。这个天线既是避雷针，也是通讯系统。发射前还是直的，火箭一飞走，它就弯了，直接就不工作了。 然后星舰继续上升，到了一分02秒的时候，经历了**最大动压**（Max Q: 火箭在上升过程中承受的最大动态压力点）。星舰依然很稳，没有悬念。33台**猛禽发动机**（Raptor Engine: SpaceX为星舰系列火箭开发的液氧甲烷全流量分级燃烧循环发动机）都正常工作。SpaceX的这个直播其实效果已经很好了。不过专业摄影师在现场拍的照片更好。SpaceX出过一个星舰第五次飞行的高清版视频，随便截一张图，都可以作为电脑桌面。 ### 热分离与助推器返回 星舰上升到了2分34秒的时候，助推器上的30台猛禽发动机熄火，只保留中间三台继续工作，准备进行**热分离**（Hot Staging: 火箭级间分离时，下一级发动机提前点火的技术，以提高效率）。紧接着星舰二级上的6台猛禽发动机点火，助推器与星舰二级的连接先解锁，然后星舰二级唯一的推力作用到助推器顶部的热分离环上，把助推器给推开。这个动作从星舰第二次飞行就开始做了，已经很顺滑了。埃隆·马斯克后来发了一张热分离时的照片，那个热分离环烧得跟烤肉的碳炉似的，黑红黑红的。热分离环大约有9吨重，现在是每次用完就抛弃掉了，但是从第二代星舰开始，热分离环就会固定在助推器的顶部，也会成为重复使用的一部分。 热分离之后，助推器随即又点燃了中间的那13台发动机，然后开始翻转机动，以4倍音速的速度返回地面。同时，星舰二级继续飞行，进入亚轨道。这个时候，SpaceX控制中心还在评估，据说要检测上千个指标来判断助推器是否可以返回到发射塔进行捕获，或者是离岸降落。 那这个时候又发现了一个问题，就是助推器上的冷却管，应该是在火箭上升的过程中被扯掉了。所以在大约升空4分30秒的时候，确认了助推器无法执行筷子捕获，只能够水上降落。这个监控的过程感觉还是很完善的，把安全性抓得死死的。即使最后决定了要筷子捕获，也不是系统自动发出指令的，而是发射部门的负责人手动去确认的。 确认水上降落之后，助推器就只能够立即改航线了，关闭了所有的发动机，俯冲靠大气去减速。这里，我们又看到了经典的“上地支烟头”的画面。在离地约1公里的时候，点燃了13台猛禽发动机减速。在离地200米的时候，只保留了3台发动机，缓缓垂直落到水面，然后横躺降落。这次应该也是有拍摄角度和镜头的原因，感觉是我见过助推器水上降落最完美的一次，笔直下去不偏不倚。虽然我们都知道助推器已经具备了精准落地的能力，但是正面看到还是很惊讶。这次助推器也是不回收的，后来直接引爆了。 ### 星舰二级：太空点火与隔热瓦测试 我们再来看星舰二级。星舰二级其实这次测试的重点：一是要测试发动机真空点火；二是要看隔热瓦的极限在哪里；三是星舰二级要精准落地，为以后筷子捕获星舰做准备。持续点火6分钟之后，进入亚轨道滑行阶段，绕地球将近半圈，这个跟前几次试飞是一样的。 然后在37分48秒，星舰首次尝试了在太空真空环境中点火，只点燃了中间的一台海平面发动机，时间非常短，大概也就3秒，但是至少没有结冰，顺利点着了。这里有些网友可能会质疑，为什么不在太空中测试真空发动机呢？它不就是专门针对太空环境而设计的吗？这一次主要就是想验证猛禽发动机是否可以顺利地在太空中点火，他们的目标是能够点着就可以了。真空发动机和海平面发动机的基本设计和燃烧原理是一样的，但是真空发动机的喷嘴要大得多，所以它的比冲也更高，也就是在轨燃烧效率更高。真空发动机的作用更多的是体现在真空任务，比如说进入月球或者是火星的轨道上。而且真空发动机不像海平面发动机有万向节，真空发动机不能够调整方向，所以要测试的话就得三个一起。如果只点燃一个真空发动机，那星舰就会在轨道上不停地旋转。但海平面发动机可以调整方向，而且更靠近中心线，所以点燃一个就没有问题。它非常适合更小范围的轨道机动。由于这次还是在亚轨道，所以不存在反向点火减速脱轨，发动机就是点火加速。 高速又加剧了气流的摩擦和压缩，所以这一次的星舰是比前几次更早地出现了电离反应。之前都是离地100公里才开始看到火光，而这一次离地120公里就可以看到了。这个电离的火光主要是因为星舰快速下降，导致空气不能够及时散开，被迅速压缩，积累了巨大的能量。所以烧起来也是越来越激烈，能量越聚越多，同时颜色也会发生变化。 然后接下来的测试重点就是看星舰耐热的极限在哪里。SpaceX这一次是卸掉了上千块的隔热瓦，而且再入大气层的角度变得更大。在下降到60公里的时候，可以清晰地看到那一块的不锈钢舰身都烧出一个坑了，侧面有弯曲。不过星舰的不锈钢材质本来就抗热，熔点在1400度左右，第二代星舰的不锈钢会更加轻薄。弯曲的这一部分，这次是故意没有放隔热瓦的，因为这一块以后会安装回收的支点，就跟助推器一样，所以这一部分必须要保持完整性，才能够确保将来星舰每次的返回筷子都能够架得住它。星舰返回发射塔，估计明年上半年就可以看到了。 星舰有一部分的隔热瓦，还是专门针对火星去设计的。SpaceX在一个大学实验室模拟了火星大气的环境，已经做了测试。火星虽然说大气更加稀薄，但它的大气中90%都是二氧化碳。隔热瓦更加容易被氧化。所以这就是为什么你看星舰二级每次都可以顺利地通过再入大气层的测试，但还是要反复地去测试隔热瓦，提炼数据。除了适应不同的角度跟速度，再就是要两个星球的再入环境都要适应。 ### 精准降落与未来展望 然后最后的重点来了，就是星舰的翻转机动和水面降落。上一次对于降落的精准度的目标是在10米范围以内，这一次是精准到了厘米级。而且这一次你肉眼就可以感觉到星舰下降的速度变慢了，提高了反推减速的能力，越慢就越精准。星舰翻转机动，每次的时机可能都不一样，但都是在离地1公里范围以内。我之前看Everyday Astronaut有一个数据，印象很深。他说，星舰离地500米和离地2千米去转身，会有500米每秒的**ΔV**（Delta-V: 航天器速度变化量的度量，是衡量机动能力的关键指标）差别。这个差别意味着2千米的时候转身相比500米，要多消耗20吨的燃料。20吨是什么概念？猎鹰9号进入地轨道的载荷，总共也就是20吨左右。所以星舰一直在测试的就是这个能量控制。星舰是既要落地精准，又要减少燃料的消耗。所以他们每一次测试呢，也是在研究如何提高能量管理。 星舰第六次飞行还有一个小亮点，就是放了一个香蕉在舱内，也不知道这个香蕉后来怎么样了，有没有变成冰冻胶？其实我也不太知道星舰第一次搭载**碳基生命**（Carbon-based life: 指以碳元素为基础构成的生命形式）的殊荣，为什么要给到香蕉，而没有给到苹果或者是西瓜。可能就是因为banana是一个谐音梗。星舰到目前为止的进展，特别是筷子捕获，就是非常的疯狂，非常的banana。 好，那今天这个视频呢就跟大家聊到这个地方了。谢谢大家收看。期待星舰的第七次飞行。