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Can Anyone Catch SpaceX?

2024/11/1
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Aviation Week's Check 6 Podcast

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
G
Guy Norris
I
Irene Klotz
J
Joe Anselmo
领导航空周刊网络和航空周刊与空间技术杂志的编辑总监和主编。
Topics
Joe Anselmo: 本期节目讨论了SpaceX的Starship超级重型火箭的飞行测试,重点关注其在发射塔上捕获助推器的壮举以及未来将人类送上火星的计划。SpaceX的目标是将发射成本降低100倍,并计划在2028年前后实现载人火星飞行。 Irene Klotz: SpaceX的Starship助推器成功在发射塔上被捕获,这项壮举令人瞩目,甚至可能出乎SpaceX的意料。此次飞行测试的目标包括完整地将超重型助推器带回发射塔,并验证Starship的改进之处,特别是其热防护系统。此次测试成功地实现了无着陆腿的着陆方式,利用发射塔进行组装、发射和回收。虽然取得了显著成功,但也存在一些小问题,例如部分发动机受到再入加热的影响,以及一个覆盖关键阀门的整流罩脱落。SpaceX能够同时推进多个项目,这体现了其强大的项目管理能力。SpaceX的火星任务进度落后于最初的计划,但这可能是其激励员工的一种策略。FAA对Starship飞行的安全审查是影响其发展速度的一个因素。SpaceX可能会利用Starship的第六次飞行测试来进行轨道再点火试验,这将为其更大规模的Starlink卫星发射提供可能性。SpaceX当前正在使用的Starship是第一版,未来版本的改进将需要进一步的测试和审查。 Guy Norris: SpaceX的开发模式是持续的测试、飞行、快速迭代,不断改进,这与传统的航天工程实践大相径庭。SpaceX需要证明其猛禽发动机的可靠性,特别是其在真空环境下的重复启动和关闭能力,这是实现Starship再入的关键。猛禽发动机的太空重启和关闭能力是Starship未来任务的关键里程碑,这将确保Starship的再入能力。SpaceX在之前的几次飞行测试中没有尝试猛禽发动机的太空重启,主要精力放在了再入能力的测试上。FAA对Starship的受控再入要求严格,这影响了SpaceX的测试计划。SpaceX要实现2028年将人类送上火星的目标,需要克服诸多技术难题,包括猛禽发动机的可靠性、Starship的着陆方式以及一系列的深空测试。SpaceX正在考虑为Starship配备着陆腿,以便在不同地点着陆,例如太平洋或澳大利亚。SpaceX未来需要进行一系列的深空测试,包括长时间的月球轨道飞行测试,以及无人和载人月球着陆测试,这些都是实现火星任务的必要步骤。在实现火星任务之前,SpaceX还需要完成轨道燃料补给技术的验证。SpaceX的Starship飞行测试中,曾险些发生中止着陆,超重型助推器差点坠毁在发射塔附近。SpaceX在Starship的飞行测试中,对中止着陆情景的验证不如Starship首飞时充分,这反映了他们“快速迭代”的开发模式。轨道燃料补给技术是SpaceX火星任务的关键技术,也对其他空间项目具有重要意义。Artemis计划中使用SpaceX的Starship作为人类登月系统,其进度也面临挑战。SpaceX的Starship具有巨大的运载能力,这将为其月球基地计划提供支持。SpaceX计划未来每天进行多次Starship发射,这将极大地改变空间运输的能力。

Deep Dive

Chapters
The podcast begins with a discussion on SpaceX's recent Starship flight test and its ambitious goal of reducing launch costs by 100 times, aiming for human missions to Mars by 2028.
  • SpaceX launched the Starship and successfully recovered the booster by catching it on the launch tower.
  • Elon Musk aims to reduce launch costs by 100 times and launch crewed missions to Mars around 2028.
  • The test flight included checking improvements to the Starship and attempting a controlled landing in the Indian Ocean.

Shownotes Transcript

欢迎收听本周的“六点钟检查”播客,我们来聊聊SpaceX的星舰超级重型火箭飞行测试,这次任务相当壮观,并在10月13日进行了回收尝试。虽然没人会错过,但在这次飞行测试中,SpaceX发射了星舰,并成功地将巨大的助推器回收至发射塔,然后将星舰控制着陆于印度洋。

这次测试是SpaceX首席执行官埃隆·马斯克进一步降低载人航天和轨道运输成本的最新尝试,成本降低幅度高达百倍。你没听错,是百倍!并计划在2028年左右将载人飞船送往火星。

我是乔·安塞尔莫,航空航天编辑总监兼主编,我们关注太空技术。今天和我一起讨论这一里程碑以及SpaceX的未来发展方向的是艾琳·克洛茨,她位于卡纳维拉尔角,是一位资深编辑;以及盖伊·诺里斯,他们都密切关注星舰的进展。我知道我们时间有限,但关于这次飞行,您们的第一印象是什么?我长期关注太空领域,从未见过如此令人惊叹的回收方式。

是的,这确实非常了不起。我想连SpaceX自己都感到惊讶,他们表示,埃隆·马斯克希望在飞行中尝试回收,并为此经历了一些延误,以获得美国联邦航空管理局(FAA)的批准,最终在10月13日发射了火箭。

除了看看能否将超级重型助推器完整地回收至发射塔之外,这次飞行的目标还在于检验星舰的改进,包括几乎导致飞行失败的冷却系统。但它最终还是坚持住了,如果你还记得的话,在返回大气层时,一个部件悬挂着。这次飞行是星舰首次成功着陆于印度洋,而这次回收则标志着SpaceX在无需着陆腿的情况下实现着陆的尝试取得了成功。基本上,他们利用发射塔进行组装和发射,并以此作为一种消除等待时间的方法,同时提高助推器的重复利用率。

这次飞行之后,有一些问题没有完全解决。第一份报告显示,超级重型助推器的一些外部发动机在返回大气层时发出了异常噪音,并且在着陆点燃之前,一个覆盖关键着陆阀门的部件脱落了。后来发现,这个部件实际上覆盖了一些关键着陆阀门。所以SpaceX在某种程度上很幸运,这些阀门在着陆点燃时仍然保持了工作状态。总而言之,这次飞行取得了非常令人印象深刻的成果。

所以,助推器的回收看起来非常完美,就像电影里一样。但正如你刚才提到的,这实际上可能是一次非常接近失败的尝试。

我们的听众,在10月25日左右,也就是飞行后大约一周,埃隆·马斯克在X平台上发布了一段简短的视频,视频中他正在玩游戏,背景中有人正在向他汇报飞行情况,但这些SpaceX员工的身份并未公开。他们提到想告诉埃隆一些飞行中发生过的“可怕的事情”,并列举了大约一百种可能发生的情况,其中一种差点导致着陆回收失败。如果发生这种情况,超级重型火箭就会撞击地面,并撞击发射塔附近。但他们表示,他们距离触发这个情况只差一秒。

我认为有趣的是,工程师们表示他们没有足够的时间来全面评估所有一百种可能发生的情况。他们表示,他们没有像2023年4月星舰首次飞行那样,充分评估所有中止场景。我认为他们当时表示,那次飞行是最危险的飞行,他们必须尽最大努力降低风险。他们确实为此找到了解决方案,并且很有可能在未来的飞行中,在所有这些问题上留出更大的余地。对于第六次飞行,他们尚未公布日期,但只要他们坚持与第五次飞行类似的轨迹和飞行计划,他们已经获得了FAA的批准。

我知道你刚才提到,SpaceX的成功秘诀之一就是他们敢于冒险,敢于失败。我无法想象NASA的项目会采取这种方式。

你说的完全正确,乔。这真是令人震惊。艾琳刚才描述的,就像我们越来越习惯的经典太空场景。他们确实重写了太空飞行实验的规则,这是一个不断测试、快速飞行、观察故障并再次测试的循环。这实际上引出了我们接下来要讨论的内容。

因为SpaceX必须证明的关键能力之一是能够在真空中点燃和重新启动猛禽发动机,这是整个项目的基石,一个巨大的新发动机。他们必须证明能够在真空中点燃和重新启动它。记住,猛禽发动机本身就是一个完整的流量级转换发动机,本身就是一个令人惊叹的循环。它以前从未在太空中运行过。

因此,即使它在这些五次测试任务中运行过,仍然是开创性的。但必须证明的是,在太空中能够关闭和重新启动它。这是我们接下来需要达到的里程碑,因为最终,他们必须重新点燃发动机才能返回大气层。

第二阶段显然是这项能力的关键。他们希望在3月份的第三次测试中或更早的飞行中实现这一点,但他们当时控制了飞行器。艾琳记得这一点。

在最后两次飞行中,他们似乎并没有真正尝试接近这个测试,因为他们真正专注于测试返回大气层的能力,当然,他们在这方面取得了成功。当然,从视频中我们可以看到,第二阶段在印度洋着陆,他们似乎做得很好。所以,真正的问题在于FAA对受控返回的要求,以及他们需要精确的控制,但他们需要确保星舰能够安全返回。

如果他们想在得克萨斯州着陆,他们需要返回得克萨斯州。他们必须飞越墨西哥和得克萨斯州的一部分。所以,他们必须完全确保猛禽发动机能够正常工作。

埃隆·马斯克一直的目标是将人类送往火星。未来有两次潜在的火星任务发射窗口,第一次是2026年,他们将使用无人驾驶飞行器。然后,目标是在2028年将人类送往火星。你认为他们能够实现这个雄心勃勃的目标吗,盖伊?

这非常雄心勃勃。但你永远不能说不可能,在太空探索中,怀疑往往是错误的。让我们快速列出在太空点燃猛禽发动机之后需要发生的事情。我们必须看到星舰着陆,正如我们刚才提到的,这取决于猛禽发动机的点火能力,还需要找到一个着陆地点。

但SpaceX可能已经制定了一个计划,建造四座巨大的发射塔,两座位于艾琳居住的附近,两座在得克萨斯州。如果他们想让星舰返回着陆,他们将不得不使用这些发射塔之一。所以,一种可能的方案是他们正在考虑为星舰安装着陆腿。

无论如何,星舰最终都需要着陆腿,并可能在太平洋、约翰斯顿环礁或甚至澳大利亚等其他地方着陆。这是第一件事。然后,他们必须对超级重型助推器的第一阶段进行重新评估,这将是下一个重大里程碑。

然后,将开始一系列大型验证飞行,进入深空,首先是绕月飞行测试,这是NASA真正要求的载人登月系统(应该说是载人发射系统)的里程碑。星舰需要在月球环境中自主运行数月,以防从地球运送机组人员有任何延误。星舰在到达月球时仍然必须是一个可行的飞行器。

然后是月球着陆,如果一切顺利,然后是月球着陆。所以,如果一切顺利,最终你可能需要等到2028年才能开始考虑火星任务。

所以,2031年或2032年可能。我不知道。我想知道...

你认为这是一个很好的清单吗?还有另一个重要的技术里程碑需要展示和开发,即轨道上的推进剂转移。

是的。

有趣的是,所有这些火星任务的整个架构都依赖于蓝色起源和SpaceX的着陆器能够在轨道上加油。这对所有其他项目和可能性,包括低地球轨道和更远轨道,都有广泛的影响。

SpaceX有趣的是,他们是否会同时进行火星和月球任务,或者是否会将它们分开进行。他们似乎非常擅长同时处理多个项目。有趣的是,星舰五号发射后,紧随其后的是欧洲探测器,然后是因上级发动机问题而暂时停飞的Falcon 9的返回。星链任务也在进行中。

所以,他们确实擅长多任务处理。我认为这取决于他们是否需要NASA在火星任务上的支持。这将是他们自己完成的,至少比埃隆·马斯克最初说的时间晚了三年,但我认为这对于激励员工来说也是非常有目的性的。

这确实与乐观计划的进展一致。他们可能正在考虑在两年内实现星舰载人登月系统,这在考虑到盖伊刚才谈到的飞行测试需要完成的情况下,似乎不太可能。但他们无疑正在取得进展。

其中一个延误因素是FAA对星舰飞行的公共安全问题进行审查。现在,他们有机会在第六次飞行中,平衡改进助推器风险与扩大星舰运行范围。所以,我们看看他们如何选择。

我认为他们将利用第六次飞行来真正测试这些方面,因为如果他们能够做到,这将为明年发射最大的星链卫星创造机会,甚至在进行任何深空任务之前。

我认为这取决于他们向FAA提出的建议,如果他们建议依赖他们的...但FAA需要审查,现实情况是,如果任务失败,它必须在无人区进行。

如果星舰出现不受控制的返回,那仍然会在无人区发生。我不知道他们为此提出了什么计划。最简单的方法是快速完成。

我相信他们正在使用的这艘飞船是他们第一代版本。所以,一旦他们改变了飞船的配置,就需要进行审查。以后会有更多动力。

未来可能更大。所以,我不知道。我认为这真的取决于飞行方案。他们确实获得了第三次飞行的批准,以进行点火。所以,对于第六次飞行,FAA可能并不需要对星舰发动机在轨道上点火的潜在影响进行过多的评估。我认为这是迄今为止星舰故事中令人难以置信的事情之一,以及我们所看到的快速演变。你提到这是最后一代,我相信也是如此。

当你看到,正如你提到的,在返回飞行中,星舰的腹部悬挂着,但你知道,我们已经看到了他们在这方面取得的巨大进步,改进的热防护系统,以及一种新的陶瓷材料。我们已经看到了改进的隔热罩,这再次证明了他们取得的快速进步。但令人兴奋的是,随着他们进入第二代版本,我们将能够看到新的改进。

如果更多关注太空的听众看到它,它看起来像一个飞机机翼,我不知道,战斗机上,它稍微向上倾斜,就像法国战斗机上的机翼一样,向上倾斜。它将向前移动,向上移动,以便在返回大气层时,它能够更好地控制。他们目前正在使用的原始设计,埃隆·马斯克表示,它太重,阻力太大,并且将机头抬得太高,这对于返回大气层来说不是很好。所以,我们将在下一次或下下一次飞行中看到这一点。所以,是的,这真是令人震惊。

我读到我们都报道过丹·戈登,他在20世纪90年代为NASA工作,我们喜欢他,因为他谈到了革命性的进步。但我甚至不记得丹·戈登谈到发射成本降低了100倍。如果SpaceX真的成功了,其他发射服务提供商会发生什么?

这是一个好问题。我认为值得记住的是,欧洲、日本、俄罗斯和中国都有不同的原因,希望拥有自己的发射能力。

所以,SpaceX在美国所做的一切,都引起了国际社会对维持美国本土发射能力的兴趣,从军事角度开始。他们希望拥有不止一个非冗余系统来实现这一点。这意味着至少两种完全不同的发射系统。

NASA希望拥有美国发射人员进入低地球轨道的冗余能力,这就是为什么波音的星际客机仍然在这个项目中,尽管他们还没有成为一个运营系统。还有小型发射车辆,例如火箭实验室,做得很好。Firefly也有不同的合同,还有其他一些新公司正在出现。所以,这将非常有趣。

我认为,人们对SpaceX运营星舰的未来规划存在分歧,例如,科学家们正在提出使用星舰发射大型望远镜的想法,这在以前是无法想象的。例如,詹姆斯·韦伯望远镜必须经过极其精心的折叠,需要数十年的研发才能将其安装到火箭上,然后在轨道上展开。其中一些工程挑战,如果你有星舰的运载能力和直径,就变得非常容易。我不知道,这也有关于纳税人资助的项目与私人公司之间的区别,SpaceX的存在对NASA的资金有影响,NASA对继续关注SpaceX的未来发展非常感兴趣。

但是,呃,进一步来说,你知道,这确实是房间里的大象。即使在国际宇航大会上,SpaceX 也没有什么存在感,几乎所有谈话都围绕着星舰,以及如果该系统能够投入运营会产生什么影响。这让我们处在一个非常有趣的位置,因为一方面,他们将人类送往月球的架构完全依赖于 SpaceX。而另一方面,一个运营中的星舰所带来的能力、灵活性以及替代架构,直接对 NASA 十多年来投入数十亿美元的旗舰 SLS 和其他项目构成了潜在的挑战。

迪诺斯刚刚在某个时间出现,但让我们给你最后一句话。

嗯,在……我指的是,看看这两个 SLS 元素,比如伊朗,如何与 SpaceX 的星舰系统整合起来,他们两者在某种程度上在 NASA 的一些计划中紧密相连,不是吗?但我认为对我来说有趣的是,埃隆·马斯克谈到了这个月球基地阿尔法计划,它完全依赖于星舰的提升能力。

版本三,即大纲,具有超过 200 吨的有效载荷提升能力。这真是令人吃惊的事情。你知道,他说使用版本二和版本三的发射,每天进行十次发射,这就是他所说的。

每次机会 150 万吨,每次机会 25 万吨运往火星。我的意思是,这是一个不同的世界。所以,就我个人而言,以及更多的人而言,我真心希望能够实现其中一些愿景。

好的。嗯,我注意到你们谈了埃隆·马斯克 25 分钟,但一次都没有提到政治。这是经过设计的。如果我们的听众想听听政治在过去几年中扮演了什么角色,那另当别论。但今天我们节目时间到此为止。感谢伦敦的节目制作人盖伊·费尔尼霍。不要错过下一期节目,请订阅您选择的播客应用中的 Check Six。最后,如果您在 Apple Podcasts 收听我们,并想支持本节目,请留下五星评价或评论。现在就先告辞,下周我们再会,继续 Check Six。

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