马斯克的星舰SN15试飞成功，人类距离下一张火星船票还有多远？
马斯克的星舰SN15试飞成功，人类距离下一张火星船票还有多远？
文/经纬创投
北京时间 5 月 6 日，SN 系列星舰研发进度终于迎来了曙光——SN15 在美国德克萨斯州博卡奇卡成功挑战高空试飞和着陆，没有重蹈 SN11 的覆辙。
这意味着，星舰原型机取得阶段性胜利，SpaceX 掌握了最关键、最难搞的安全着陆能力，将加速星际飞船的彻底成型和入轨发射。
从 2016 年马斯克在国际宇航大会公布前往火星计划起，星际飞船研发便被提上日程，从 Starhopper 原型机到如今的 SN15，原型机已经迭代多次，根据 SpaceX 的估计，飞船最终成型，大约需要 20 台原型机进行测试。
这次 SN15 的成功软着陆将进一步缩短星舰入轨时间，马斯克的火星梦，又近了一小步。以下，Enjoy：
1
数次爆炸，数百项技术改进
前段时间，SN11 没有如马斯克预想中那般完成软着陆的使命，在大雾中留下一声爆响和火光后，直接在空中玩起了“失踪”。官方解说员则直接告诉我们：它不会再回来了，给我们留下一场精彩的试飞。（实则，SN11 空中炸裂成无数小碎片）
尽管如此，马斯克依然在一片嘲讽“流水的星舰，铁打的炮仗”中宣布 SN15 即将发射，继续探索前往太空的旅途。据马斯克公开表示，SN15 浑身上下拥有数百项设计改进，包括猛禽引擎设计、燃料、机身、舱顶等多处。
保持着每月一发的节奏，SN15 在紧锣密鼓中开启了征程。这次，星舰原型机没有辜负马斯克的期待，成功完成了自己的任务。看着直播间成功着陆的消息，不由得让网友感叹：“马斯克效率真高。”毕竟，还没有一家航空公司可以做到每月发射一次。
根据业界得到的 SpaceX 最新内部排期表，SpaceX 目标今年 7 月 1 日实现 SN20+BN3 合演轨道级发射。按照这个目标，接下来 SpaceX 每个月可能都得进行发射测试。
拉出从 SN11 到 SN15 的发射时间表，这个速度确实很“马斯克”了，怕是真的没有第二家能干出如此的效率来。
3 月 4 日，SN10 爆炸；
3 月 9 日，SN11 移至发射台；
3 月 10 日、3 月 11 日调试检查准备
3 月 12 日，低温加压测试；
3 月 15 日静态点火测试，失败；
此后几天，静态点火测试不断推迟；
3 月 22 日，静态点火成功；
3 月 30 日，SN11 发生爆炸，星舰原型机第四次挑战高空软着陆失败
4 月 8 日，SN15 组装及完毕，前往发射场
4 月 27 日，第一次静态点火成功
4 月 28 日，第二次静态点火成功
5 月 6 日，星舰 SN15 发射成功
尽管网友调侃 SpaceX 步子扯得太大，显然 SpaceX 不会如此开玩笑，毕竟背后都是经费在燃烧。按照 SpaceX 早前的规划，SN11 测试的时候，SN12-SN14 的建设便已经有了一部分进展，甚至连零部件都开始组装了。
但前面几次星舰测试中回收的大量数据，为星舰研发提供了充足的参考，在此基础上，SN15 增添了数百项设计，相比前辈们有了全新升级。那么同 SN11 差不多设计的 SN12-SN14 自然就没有特别大的测试意义。早在 SN11 发射之前，就有消息传出，SN11 测试之后，SpaceX 会直接跳到 SN15。
形象生动，说明了 SN11 到 SN15 （图源：SpaceXMR）
另一方面，如此迅速且高效，马斯克正在将发射火箭变成批量、规模性生产。就在 SN15 静待低温测试的时候，SN16 已经出现在公众视野，舰身部分正在装备隔热瓦。
大概就是，每一艘星舰都眼睁睁看着“兄弟牺牲在自己身边”，然后继续“站在前辈的残骸旁，向太空进发。”不过，身高数百英尺的大火箭们害怕也没用，只能硬着头皮向十多千米的高空一次又一次发起挑战。
SN15 与 SN11 残骸的合影
随着不停的测试、炸机，星舰原型机成功的概率越来越大：
SN8 成功的概率只有三分之一；
SN10 成功的概率提高至 60%；
SN11 成功的概率则变成了 90%；
SN15 成功把概率问题变成了现实。
SpaceX 的每一艘星际飞船都在顽强地为后继者扫平障碍，比如 SN10 首次成功着陆，却在落地后爆炸，让 SpaceX 再度调整发动机推力，以及重新部署方案；SN11 暴露的燃料泄漏问题则被全新的 SN15 弥补。
不仅如此，SN15 还全新安装了星链，看这架势马斯克是要把 SpaceX 的技术逐渐整合为一体。星舰+星链的组合，或许能够实现无线通信和太空运输的无缝衔接。
在马斯克的构想中，未来包括飞机、船舶、车辆乃至星际飞船上，Starlink 互联网都可以随时随地为人类提供通信服务。有相关人士预测这次安装星链的举措可能就是要在 SN15 试验过程中，借助星链进行无线电遥测和通信。不过，具体功能是什么，马斯克不说，目前也无从得知。
2
从 Starhopper 到 SN15
坎坷的星际移民之路
“吞着玻璃同时凝视深渊。”这句马斯克用来形容自己创业生活的话，同样适用于其殖民火星梦想的实现——从最初不被所有人看好，到如今原型机都迭代N多次，人们共同见证了马斯克如何把一件成功概率低于1% 的事情硬生生变得具有现实可行性。
迫不及待见证马斯克“大话”是真是假的吃瓜网友们，每次在有试飞消息传出的时候，都守在屏幕前等待消息，但“鸽王”的本性在那里，测试、发射时间总是被推迟。
漫长的等待期，就连星舰也会“无聊到原地跳舞”。
网友将 SN11 收拢、张开“小翅膀”的画面多次重复拼接
实际上，令星舰看着如此“萌态”的四个“小翅膀”是用来帮助其平稳降落的，安插了这四个“小翅膀”之后，SN 系列星舰能够借助它们空中滑翔，快速调整飞行器的姿势和方向。
像 SN 系列星舰一样拥有“小翅膀”、具备滑行能力的太空飞船并不多见，最知名的便是参照飞机外形设计的、美国已经退役的航天飞机。SpaceX 的星际飞船没有墨守成规，颠覆了旧有太空飞船设计，并结合自身较为成熟的火箭回收技术，打造出一套带有 SpaceX 风格的返航方案，同时也大大降低了发射成本。
星舰第一次公开面世是在 2017 年 9 月，马斯克表示星舰将作为 SpaceX 面向未来的下一代发射载具，将来可代替猎鹰 9 号、猎鹰重型运载火箭以及载人龙飞船等。这是一套可重复使用的运输系统，不仅可以执行地球轨道任务，也能够完成登陆月球以及火星的任务。
根据 SpaceX 官网介绍，星舰整体高度约为 120 米，共分为两级。第一级助推器被命名为超重型（Super Heavy），长 70 米，或将搭载 28 个猛禽火箭发动机，总共提供约 72 MN 起飞推力；第二级则为星际飞船（Starship SpaceCraft），长 50 米，能够将 100 吨的有效载荷送上地球轨道。
这艘承载火星殖民梦想的巨无霸星舰，采用的是 SpaceX 下一代主力大直径发动机——猛禽发动机，据悉每台可提供 20 万公斤的推力，约是猎鹰 9 号使用的 Merlin1 D 发动机的推力的 2 倍。而运送星舰的超重型火箭拥有 37 个猛禽发动机，星舰单次可运送近 100 人。
从 Starhopper（仅属于星舰的一部分）到 SN15，除了 Starhopper 成功完成 150 米低空测试外，迎接马斯克的是一次又一次爆炸。
但这些并没能浇灭马斯克及其团队的热情，他们在每次失败中搜集数据与问题，为下次测试做准备。
在 SN15 之前，一共有 10 艘星舰“壮烈牺牲”：
第一代全尺寸原型机 MK1 压力测试失败，MK2 和 MK4 甚至都没有测试便直接退役；
Mrk3 更名为 SN1 继续进行，却燃料箱低温测试失败，星舰被炸起数十米；
尽管 SN2 燃料箱顺利通过超低温加压测试，SN3 却在在加注液氮测试时舱体扭曲崩溃；
SN4 成功闯关超低温压力测试，但在第 5 次静态点火后突发爆炸；
……
SN8 挑战试飞 12500 米，却在降落过程中爆炸；
搜集 SN8 航空飞行数据后，调整的 SN9 触地爆炸；
SN10 实现首次成功着陆，8 分钟后却原地爆炸；
SN11 空中裂成碎片。
前前后后壮烈牺牲多艘原型机，SpaceX 迈出的每一步都带着悲壮尝试，却又走得异常坚定——待测试的星舰型号都排到 20 了。
3
下一步：轨道试飞
SN15 高空测试成功之后，迎来的便是轨道试飞：超重型低空、高空、亚轨道试飞，直至轨道级合演发射。届时，距离火星将更进一步。
早在 SN11 的发射紧锣密鼓进行的同时，SpaceX 的首个超重型助推器——BN1 就已经公开亮相，它是星舰的第一级，与星际飞船配套，BN1 的大个头创造了有史以来最大火箭助推器的组装。
据 SpaceX 表示，火箭整体高至少 120 米，再加上星际飞船上层系统以及航天器，难怪连 NASA 也不由得调侃，在那张尴尬的学校照片上，有个孩子比班上的其他人都高得多。
在马斯克的规划中，登上火星需要先将一艘星际飞船发射到围绕地球的轨道上，然后让几艘星际飞船“油轮”与第一艘飞船会合，并为它加好油。从那里，直接飞向火星。
跳过已被放弃的 SN12、SN13 及 SN14，新一代款式 SN15 使用较薄的不锈钢材。
相比与此前爆炸的几代星舰，肉眼可见的区别就是它被增加了更多隔热片，足足 800 多片，而 SN8-SN11 的隔热片数量才分别为7~8 片、27 片、246 片、384，网友那句“什么时候贴满了什么时候就入轨了”的神预言怕是要变成现实。
隔热片数据图
SpaceX 紧锣密鼓增加隔热片
对于马斯克的疯狂行为，人们带着戏谑的声音中更多是欣赏，那种敢于直面爆炸和失败的勇气、面对外界批评的钝感力，永远是航天文明发展的不竭动力。
4
从地球望向太空
何时抵达“火星绿洲”
“历史将沿着两个方向分叉：一个选择是我们永远留在地球上，然后有朝一日会碰上最终的灭绝事件……另一个选择是成为一个太空文明和多行星物种。我认为，与一直被困在地球上相比，如果我们开启一个太空文明，成为一个多行星物种，未来将会更令人兴奋和有趣得多。”马斯克从未掩饰过他对探索太空的着迷，火星则是承载着他伟大愿景的最终目的地，从未改变。
早在 2001 年，出售 PayPal 公司时，马斯克就曾想到要把植物种子送到火星上，在这颗红色、贫瘠且毫无生机的星球上创造绿洲。按照他设想的“火星绿洲”（Mars Oasis）计划，发射到火星上的宇宙飞船将包括一个密封的房间，里面装着与地球大气层相似的空气、一些健康的种子，以及能够加速种子生长的营养凝胶。对此，马斯克解释道：“当你在火星上着陆的时候，只要给凝胶加一些水，就能在火星上拥有一个小温室了。”
马斯克想要在火星上建立一个永久性的人类殖民地，开辟人类的第二故乡。他认为前往火星的单程票价能够通过成本控制降低到每人约 10 万美元，这意味着对很多人而言，卖掉一套房子就可以搬家火星。
在未来 40-100 年内，将 10 万人送往火星，建立火星城市。SpaceX 的可回收火箭从肯尼迪航空中心起飞，1000 艘飞船同时绕轨飞行，火星上的动力工厂可为飞船在轨补充燃料，最后飞船安全登陆火星表面。而且，飞船内设有一个餐厅、多个隔间，能够为乘客提供零重力环境下娱乐用的游戏视频和电影。——这是马斯克在国际宇航大会上，公布的完整火星移民计划，他要让人类成为多星球公民。
在马斯克的火星移民计划中，降低成本的关键在于可重用性，即火箭多次起飞却不破坏自身。SpaceX 疯狂烧钱测试的原因正是在反复实验中寻找最优解。
不过，登上火星从来不是容易之事。自 1965 年 7 月 15 日，美国“水手”4 号探测器第一次飞临火星，在距火星 9280 千米处观测并发回火星照片起，人类逐步揭开火星神秘的面纱，却从未没有宇航员登上过那片红色土壤。
中国的天问一号、美国的“毅力号”火星车、阿联酋的”希望号“……看似遥远的火星梦，正在被各种探索尝试拉近。
天问一号传回的火星高清图
马斯克在去年 10 月的国际火星协会大会上公开下承诺：SpaceX 将在 4 年内向火星发起首次无人飞行任务。此前他更是在网络聊天室中表示要在 5 年半以内登上火星。
很多人难以相信，连星舰都还没造好，怎么能在五年半以内登上火星。但 SpaceX 的做事原则便是全情投入工作并把事情搞定。在 SpaceX 最严重的错误就是告诉马斯克他的要求无法实现。于是，这股”野蛮力量“不断尝试、突围，抱着失败 20 次以上的念头闯荡。
的确，这是一件非常艰难、危险的事情。它不适合胆小者，因为很有可能会死，但如果成功了，那将带来无比的荣光。
图源：SpaceX 官网
在马斯克的火星殖民计划中，星舰是一切核心关键，包括 Starship 太空船和超重型火箭，代表着一种完全可重复使用的太空运输系统，星际飞船将成为有史以来最强大的运载火箭，能够将 100 公吨的卫星运载到地球轨道。且星际飞船有效荷载仓要比任何在运营或开发的都要大，能够为更多新任务创造可能性。
德州的 Boca Chica 是 SpaceX 最主要的测试场和发射基地，被马斯克称为通往火星的大门，见证了星舰原型机的从无到有的全过程。
3 月 3 日，马斯克正式提议将发射场所在地改名为 Starbase（星际基地），还要围绕基地建造一座城市，未来人们可以从这里来往火星乃至外太空。在火星上，马斯克也规划了拟建的第一个人类火星基地——Mars Base Alpha“火星阿尔法基地”。
此次 SN15 的成功试飞，标志着马斯克的火星移民计划迈出了实质性的步伐。或许，人类距离拿到下一张火星船票为期不远。
References：
1、SpaceX 官网
2、《下一站火星》
3、《未来呼啸而来》
4、《马斯克内定：今夏 SN20+BN3 合演轨道级发射》，作者/三体引力波，BY/三体引力波（ID：the-3body）
5、《NASA 科学副总监：有这么多人吃不上饭，为什么还要探索宇宙？》，作者/kelejiabing 译，BY/太空移民（ID：spacemigration）
6、《人类如果不想灭绝，就必须想办法离开地球》，作者/王一等，BY/知识分子（ID：The-Intellectual）
7、《SpaceX 的星舰飞船未来发射成本或仅需 200 万美元》，作者/NASAITACHI，BY/NASA 航天爱好者（ID：NASAtoMars）
8、《你不能不知道的五个重点，关于马斯克的星舰计划》，作者/夏脖士，BY/火星社会（ID：MarsCivilization）
9、《功败垂成！SpaceX 星舰 SN10 成功着陆，却意外爆炸》，作者/ REN，BY/DeepTech 深科技（ID：deeptechchina）
10、《埃隆·马斯克揭示星舰原型机 SN10 爆炸原因》，作者/NASAITACHI，BY/NASA 航天爱好者（ID：NASAtoMars）
11、《伊隆·马斯克的“星舰”：三年内搭载乘客进入太空》，作者/星舰乘客，BY/新浪探索（ID：sinascience）
12、《马斯克只高兴了 8 分钟：星舰 10 号历史性成功着陆，却突然原地爆炸》，作者/关注前沿科技，BY/量子位（ID：QbitAI）
13、《复盘三艘星舰飞行全程，SN10、SN9、SN8 关键数据对照看》，BY 作者/三体引力波，BY/三体引力波（ID：the-3body）
14、《SN11 静态点火完成星际飞船将迎来终极单体试飞如何着陆最具看点》，作者/KNET，BY/深空网（ID：shenkongnet）
15、《揭秘！马斯克选定的 Starship 星舰飞船首个火星着陆点 Alpha》，作者/火星星舰，BY/火星学会（ID：marssociety）
16、SpaceX 预计将在本周进行星舰 SN15 的发射，SN12-14 去哪了，科海拾贝，BY/腾讯网
17、SpaceX 正在为本周发射星际飞船 SN15 做准备，将携带星链一起上天，链闻科技，BY/网易新闻
来自: 经纬创投