星艦又炸成火球！用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就想著陸？馬斯克懟贏政府也贏不了科學(xué)規(guī)律
2月3日凌晨，“鋼鐵俠”馬斯克再次進(jìn)行不銹鋼火箭試飛。這次試飛的SN9號(hào)“星艦”采用了和上次SN8一樣的飛行方案，從地面起飛后抵達(dá)10千米左右的高空，然后水平下落，在接近地面的時(shí)候改回垂直姿態(tài)，并試圖軟著陸。前面幾個(gè)步驟都完成得不錯(cuò)，但是在最后階段，SN9沒(méi)能改回垂直姿態(tài)，歪著砸向地面，變成一團(tuán)火球，還差點(diǎn)殃及附近的SN10號(hào)機(jī)。
[SN9落地爆炸]
我們?cè)?jīng)討論過(guò)SN8所體現(xiàn)出來(lái)的“降成本”思想。SN9的飛行表明，馬斯克在“降成本”這件事情上做得有點(diǎn)過(guò)分了?；鸺诳罩酗w行，很容易受到氣流的影響。特別是在接近地面的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)噴流所引發(fā)的地面效應(yīng)，至今還是人類(lèi)無(wú)法充分掌控的。這里需要特別強(qiáng)調(diào)一下，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，無(wú)論火箭發(fā)動(dòng)機(jī)還是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，射流速度都超過(guò)了音速，這意味著巨大的動(dòng)能。所以，不要說(shuō)火箭的垂直降落，就算是AV-8B和F-35B的垂直降落，都是有很大風(fēng)險(xiǎn)的。要想平安落地，必須提供足夠強(qiáng)大的姿態(tài)控制力矩和反推力，否則就沒(méi)有安全運(yùn)行。
或許有人會(huì)說(shuō)，馬斯克的“獵鷹九號(hào)”火箭不是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一級(jí)回收，并且技術(shù)成熟了嗎？事實(shí)正是如此，我們對(duì)比一下“獵鷹九號(hào)”和“星船”的降落方案，就可以理解為什么說(shuō)馬斯克有點(diǎn)摳門(mén)過(guò)分。
“獵鷹九號(hào)”的一級(jí)火箭分離之后，要用小推力的冷氣發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整姿態(tài)，把底部朝向地面?！矮C鷹九號(hào)”的一級(jí)有9臺(tái)主發(fā)動(dòng)機(jī)，首先啟動(dòng)其中3臺(tái)，逐步降低下落速度，進(jìn)入大氣層。然后打開(kāi)柵格尾翼來(lái)穩(wěn)定姿態(tài)。再下落一段時(shí)間后，把9臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)全部打開(kāi)。到距離地面8千米左右，打開(kāi)4條支腿，向著陸場(chǎng)接近、降落。
看得出來(lái)，“獵鷹九號(hào)”的回收方案是力求穩(wěn)妥的。即使如此，也遭遇了多次回收失敗，才把控制方案調(diào)校成熟。最重要的是，在接近地面的地時(shí)候，“獵鷹九號(hào)”要打開(kāi)全部發(fā)動(dòng)機(jī)，把火箭當(dāng)做一件易碎的瓷器，讓它慢慢落到地上。
至于“星船”的回收方案，大家在視頻中看得很清楚，整個(gè)降落階段。它只開(kāi)了一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，試圖利用它的擺動(dòng)來(lái)同時(shí)提供反推力和控制力矩，實(shí)現(xiàn)垂直落地。如此狹窄的控制裕量，簡(jiǎn)直就是在開(kāi)玩笑。即使SN10或者之后的什么“星艦”可以用這種方式降落成功那么一兩次，也不能作為業(yè)務(wù)運(yùn)行的火箭來(lái)使用。
[SN9降落過(guò)程中只開(kāi)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)]
如果要打一個(gè)比方的話，我們固然可以培養(yǎng)身材嬌小的女孩，在平衡木上表演高難度的體操。但是，絕不可能把馬路上的人行道修成平衡木那么窄。
美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）對(duì)這個(gè)問(wèn)題看得很清楚。這個(gè)部門(mén)曾經(jīng)多次拒絕批準(zhǔn)“星船”的試飛計(jì)劃。實(shí)際上，SN8的發(fā)射也沒(méi)有得到批準(zhǔn)。FAA發(fā)言人在2月2日公開(kāi)表示：
“在2020年12月進(jìn)行SN8試射之前，SpaceX公司尋求豁免，以超過(guò)聯(lián)邦安全條例允許的最大公共風(fēng)險(xiǎn)。在FAA拒絕了這一請(qǐng)求后，SpaceX繼續(xù)飛行。”
換言之，SN8是馬斯克違法發(fā)射的。但資本的力量如此強(qiáng)大，F(xiàn)AA作為一個(gè)美國(guó)聯(lián)邦政府部門(mén)，一個(gè)可以對(duì)航空公司、民航機(jī)型號(hào)、航線和飛行員生殺予奪的執(zhí)法局，竟然拿馬斯克沒(méi)有辦法，反而被馬斯克在推特上狂懟。
1月28日，馬斯克公開(kāi)表示：“與飛機(jī)部門(mén)不同的是，F(xiàn)AA航天部門(mén)的監(jiān)管結(jié)構(gòu)已經(jīng)徹底崩潰。他們的規(guī)定是針對(duì)每年從一些政府設(shè)施少量進(jìn)行的一次性發(fā)射。根據(jù)這些規(guī)則，人類(lèi)永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)火星?！?/p>
其實(shí)，F(xiàn)AA不過(guò)是要馬斯克把SN8的事故原因說(shuō)清楚而已。但讓人意外的是，最后讓步的是FAA。該局在2月1日宣布批準(zhǔn)SN9飛行，并且表示SpaceX“符合所有安全和相關(guān)的聯(lián)邦法規(guī)，并被授權(quán)根據(jù)其發(fā)射許可證進(jìn)行SN9的飛行操作?！?/p>
[起飛前的SN9]
事實(shí)證明，F(xiàn)AA的擔(dān)心是對(duì)的。馬斯克就算懟贏了聯(lián)邦執(zhí)法機(jī)構(gòu)，也不可能懟贏控制論。鋌而走險(xiǎn)是一定會(huì)栽跟頭的。
馬斯克會(huì)不會(huì)在SN10上痛改前非，在降落階段把三臺(tái)“猛禽”全部打開(kāi)，保證平安落地呢？他還沒(méi)有公布自己的想法。這雖然及到修改控制方案的問(wèn)題，需要一定的時(shí)間來(lái)仿真和測(cè)試，但并不復(fù)雜。只要他舍得消耗另外兩臺(tái)“猛禽”的使用壽命和多一點(diǎn)點(diǎn)液氧+甲烷，就可以做到。
如果他還是堅(jiān)持用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)著陸，那么，大家還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)地圍觀吧。
