现在看来,他们的尝试是成功的。而对本次试飞暴露出的问题,SpaceX又会做出那些改进,让我们继续期待星舰的下一次试飞,期待能尽快看到星舰飞船令人惊叹的着陆。
2021年3月3日星舰原型机SN10着陆过程实拍画面。SN10着陆,但在降落8分钟后爆炸。图片来源:SpaceX
指数下降的成本
在SpaceX的官网上,他们自豪地称星舰是“史上最强”的火箭。他们确实有这样骄傲的资本。星舰总高超过120米,相当于42层左右的居民楼。起飞总重量在5000吨左右,其中下面级超重型推进器干重(不加注燃料的质量)为200吨,可以加注3400吨的燃料,上面级星舰干重100吨,可以加注1200吨的燃料。作为对比,NASA“自家”最强的火箭“土星”五号起飞重量是3039.5吨,可重复使用的航天飞机起飞重量(包括燃料罐和助推器)约为2000吨,SpaceX之前最强的火箭“猎鹰重型”起飞重量为1428吨,长征五号起飞重量大约是870吨。
如果星舰最终研发成功,那么它可以一次性把150吨的货物送到近地轨道,或者把100吨的货物送到月球、火星。当然,如果货主运费足够充足,星舰也可以不回收,最多将250吨的货物送到太空。2018年,SpaceX在第一次测试猎鹰重型火箭时,将马斯克自己的特斯拉跑车送往火星转移轨道。星舰成功后,如果马斯克乐意,星舰能一次性往火星送50辆跑车,并且这之后星舰还能返回地球,继续送货赚钱。
2018年,SpaceX在测试猎鹰重型火箭时,把马斯克本人的特斯拉跑车发射到火星转移轨道上了。图片来源:SpaceX
蓝色为地球轨道,红色为火星轨道,粉色为特斯拉跑车的轨道,2018年的猎鹰重型火箭测试只是证明它有能力向火星送货,那辆跑车并不会降落火星,也不会进入环火星轨道。图片来源:wikipedia
从更实际的角度考量,猎鹰9号运载火箭现在可以一次性将60颗星链(Starlink)卫星送入近地轨道,星舰则可以一次性送680颗星链卫星。当然,星舰研发成功后,SpaceX会将星链卫星的重量提升一个数量级,升级成更强大、更可靠的“星链”2.0卫星。这样其实每次发射的星链卫星数量不会有太大改变,甚至会有所减少,但整体性能会更强。
猎鹰9号单次发射成本在6700万美元(2022年数据)左右,星舰目前每次发射成本约为1亿美元,马斯克估计在未来几年内单次发射成本会降低到1000万美元左右。 2023年11月2日,马斯克就在X上宣布星链现金流收支平衡,星链网络已经是目前发展最快的卫星网络了,星舰成功后,星链网络的进展可能再次超出我们的预期。
能力更强,成本更低,星舰有望将地球轨道的运货成本降低到100美元/千克的量级。这是什么概念?从北京飞往纽约的头等舱航班大约为10万元人民币,按照乘客加行李总共100千克计算,头等舱售价大约是138美元/千克。按重量计算,星舰的运输成本甚至可能比跨国航班头等舱的售价还便宜,并且速度快得多。
从1960年到2030年,向地球轨道运送每千克货物的运费(美元/千克),注意纵轴为对数坐标。从左到右单独标注的蓝点分别为土星五号(Saturn V)、航天飞机(Shuttle)、德尔塔-4重型运载火箭(Delta IV Heavy)、猎鹰9号(Falcon 9)、猎鹰重型(Falcon Heavy)和星舰预估数据(Starship est.)图片来源:CSIS Aerospace Security Project, PayloadResearch estimates | 2024
当大气层外的航天,在价格上能与大气层内的航空相比肩时,这会带来什么改变?星链网络肯定会得到大大增强,除此之外,更多科学家也有望将他们的实验室搬上太空,太空工厂或许也能提上日程。星舰甚至还能成为一种新的远距离交通工具,执行洲际航班。
图片来源:《环球科学》2023年12月刊封面文章《太空制造:合成完美材料?》
当然,在马斯克的愿望中,这种远距离不应该局限在地球上,而是从地球到火星之间。从地球到火星,这当然是一段漫长的旅程,并且还有很多问题亟待解决,比如星际辐射对人体的伤害,长期微重力导致的骨质疏松,当然还有最重要的问题——没钱。此前从地球到火星的运输成本太过高昂,让大部分火星探索任务都望而却步,为了安全和成本,火星探索任务往往只会派出探测器。当然,探测器就已经足够满足大部分科学家的需求了,是否有必要将人类派往火星也是一件值得商榷的事情。但是,如果星舰真的能以指数的方式降低发射成本,不断降低的预算总会挑拨着探索者的心弦——
万一,真能成呢?
延伸阅读: SpaceX“星舰”火箭4度试射 确认按计划在印度洋溅落
来源: 世界新闻网
SpaceX公司的巨型“星舰”火箭6日从德州南部发射,进行第四次测试任务,度过了重返越过地球大气层,并按计划成功在印度洋溅落。(撷自YouTube@Scientia Plus)
路透报道,SpaceX公司的巨型“星舰”(Starship)火箭6日从德州南部发射,进行第四次测试任务,度过了重返越过地球大气层,并按计划成功在印度洋溅落。
SpaceX在社交媒体“X”宣布,“溅落确认!恭喜整个SpaceX团队完成令人兴奋的‘星舰’ 第四次飞行测试!”。
Peaking heating. Starship on a good entry trajectory pic.twitter.com/H0Gv6hyvt2
— SpaceX (@SpaceX) June 6, 2024
“星舰”前次飞行测是在3月,虽然火箭完成分离,却在重返大气层时解体。路透指出,“星舰”第四次飞行测试是马斯克麾下SpaceX公司火箭开发活动的最新试验任务。
根据此前新闻,SpaceX网站描述此次任务的重点是从“进入轨道飞行,增加到火箭成功返回,取得重复使用的能力。超重型火箭将在墨西哥湾进行着陆燃烧、软溅落,星舰则是可控的返回地球”。