美國當?shù)貢r間4月20日，SpaceX公司研制的重型運載火箭“星艦”以及飛船集成系統(tǒng)進行了首次試驗發(fā)射，火箭升空不久后爆炸，飛船未能進入預(yù)定軌道。對于這次全球關(guān)注的火箭發(fā)射試驗，航天業(yè)內(nèi)人士怎么看？
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上海市宇航學(xué)會資深航天科普專家陶建中認為，作為未來相當長一段時間里世界上推力最大的火箭，“星艦”能順利起飛就很了不起，國內(nèi)很多網(wǎng)友對這次發(fā)射失敗持寬容態(tài)度合情合理。“當然，對于馬斯克的航天冒險理念，業(yè)內(nèi)有不同看法。”
復(fù)雜系統(tǒng)的失敗風(fēng)險很高
“星艦”重型運載火箭總高度約120米，有33臺發(fā)動機，滿負載推力高達7600噸。它包含火箭的上面級“星艦”飛船船艙和火箭第一級“超級重型”助推器，與SpaceX公司研制的“獵鷹9號”火箭一樣，屬于可回收火箭。
陶建中介紹，“星艦”是世界上在研的推力最大、載荷最大的運載火箭，比當年實現(xiàn)阿波羅登月計劃的“土星5號”運載火箭的推力大了近一倍，也比美國國家航空航天局（NASA）在研的SLS火箭推力大了近一倍。作為我國新一代正在論證的重型火箭，“長征九號”的推力超過SLS火箭，但也小于“星艦”。因此，在未來相當長一段時間里，馬斯克推動研發(fā)的這款火箭將是世界最強火箭，近地軌道運載能力達100～250噸。
“星艦”火箭在位于博卡奇卡的發(fā)射基地升空。新華社發(fā)（SpaceX供圖）
談及20日的發(fā)射試驗，陶建中表示，這是一次比較完整的火箭發(fā)射，試驗推力達到了設(shè)計推力的90%。雖然在火箭一二級分離前，發(fā)生了爆炸和解體，但能夠順利起飛，就是一個了不起的進展。他分析說，33臺發(fā)動機構(gòu)成了一個高度復(fù)雜的系統(tǒng)，在發(fā)射升空過程中必須承受住很多結(jié)構(gòu)件的共振和耦合，而且任何一臺發(fā)動機都不能出問題。100多噸的載荷，對火箭分離技術(shù)也是巨大的考驗。
以蘇聯(lián)研制的N-1運載火箭為例，這款有30臺發(fā)動機的火箭是美蘇太空爭霸的產(chǎn)物，開展了4次試驗發(fā)射均告失敗。從中可以推測，比N-1火箭還多出3臺發(fā)動機的“星艦”在試驗道路上會經(jīng)歷多大的坎坷。
“星艦”火箭升空不久后爆炸。新華社/路透
面臨這么高的失敗風(fēng)險，馬斯克為何要推進這項工程呢？原來，他的目標是有朝一日實現(xiàn)“火星移民”。按照他的構(gòu)想，火箭要一次性運送100人前往火星，這樣運送1000次，就能把10萬人送上火星，達到“移民”標準。同時，火箭還要運載大量貨物，為火星上的人類提供生活必需品。
由于承載著這個“科幻”夢想，“星艦”的外殼采用鋼材料，內(nèi)部的密封壓力空間很大，達到1000立方米左右，可供100人在里面生活，度過漫長的太空之旅。
馬斯克冒險理念有很大爭議
雖然與很多網(wǎng)友一樣，陶建中對“星艦”發(fā)射失敗持寬容態(tài)度，但他也指出，馬斯克的冒險理念在航天業(yè)界有比較大的爭議。
航天是“三高”行業(yè)——高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險。在這個行業(yè)里，馬斯克采用的是類似互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速迭代理念，在專家論證、計算機仿真、地面模擬實驗不是很充分的情況下，就開展發(fā)射試驗，并通過失敗的試驗獲得大量數(shù)據(jù)，將其用于技術(shù)改進，完成改進后再進行發(fā)射試驗……通過多次失敗和改進，直至可能收獲的成功。
“獵鷹9號”就是快速迭代理念的成功產(chǎn)物，在經(jīng)歷了多次試驗失敗后，這款極富創(chuàng)新性的可回收火箭終于走向成熟。去年，SpaceX公司完成了61次“獵鷹9號”發(fā)射，成功率100%，創(chuàng)造了一年內(nèi)單一運載工具發(fā)射次數(shù)最多的世界紀錄。
“星艦”能否復(fù)制這一成功模式？目前不得而知。陶建中坦言：“如果我是航天公司老總，是不敢這么做的，畢竟試驗失敗的風(fēng)險和損失太大。”
“星艦”火箭在位于博卡奇卡的發(fā)射基地等待升空。新華社發(fā)（SpaceX供圖）
在航天工業(yè)領(lǐng)域，快速迭代理念的優(yōu)勢是技術(shù)進步快，缺點是風(fēng)險非常高。對中國航天來說，這種理念或許有一定的借鑒價值。長期以來，中國航天人在執(zhí)行型號任務(wù)時的態(tài)度是“小心求證”，在完成充分的專家論證、計算機仿真、地面模擬實驗后，才會進行發(fā)射試驗。如果試驗失敗，航天人會非常自責(zé)。這兩種理念哪個更好？并沒有標準答案。
此次“星艦”發(fā)射失敗后，馬斯克在社交媒體上表示：從試驗發(fā)射中學(xué)到了很多，有助于幾個月后的下一次嘗試。看來，他將帶領(lǐng)團隊在這條“試驗失敗—收集數(shù)據(jù)—再次試驗”的冒險道路上繼續(xù)前進。
