埃隆.马斯克用“不锈钢”造火箭,建完火箭,再炸了它!

美国国家航空航天局(NASA)最近透露,计划中的“月球空间站”和商业补给交给马斯克的SpaceX。对于那些可能不熟悉的人来说,月球通道是NASA建立绕月球飞行的小型空间站的想法。

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SpaceX 星际飞船 SN4已完成了低温验证测试

空间站被设想为前哨站,可以用作登船地点,往返月球表面的载人太空飞船。SpaceX将开发一种名为Dragon XL的新型航天器,表面上将补给品从地球运送到空间站,从而将SpaceX转变为各种月球亚马逊。

这份合同的细节很少,例如,我们不知道计划了多少航班。我们知道,运载火箭将是SpaceX的“猎鹰重型”,目前是世界上功能最强大,能力最强的火箭。猎鹰重型飞船将乘坐“巨龙XL”飞船,这是一架科学怪人的飞船,它是从“飞龙1”,“飞龙2”飞船和“猎鹰9”上层飞船的现有组件中建造的。我们还知道,通往月球的渡轮航班应该在2024年左右开始。除此之外,其他细节鲜为人知。

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SpaceX火箭发射基地

SpaceX赢得了这份合同,但输家没有比波音更大的了。波音公司已经定义了这个行业几十年了,航空业巨头最近一直处于低迷状态。最新的消息只会增加人们对它的差评。除了众所周知的737飞机事故之外,波音的项目,包括政府资助的加油机项目和臭名昭著的“ SLS”火箭,都受到严重的成本超支,延误和技术问题的困扰。也许最尴尬的是,与SpaceX的“龙 2”直接竞争的波音“ Starliner”航天器最近未能通过首次轨道飞行测试。波音公司没有通过月球补给合同,这一事实证明了这架巨人已经跌落了多远。

但是,我有一部分期望我们可能永远不会看到“巨龙 XL”飞翔。鉴于我刚刚举例说明了该合同对于SpaceX和整个月球探索有多么重要,这似乎有些奇怪。不过,埃隆·马斯克已经暗示,他希望目前正在建造的“ 星际飞船”最终将成为“空间站”的首选渡轮。

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SpaceX火箭制造厂

与巨龙XL相比,“星际飞船”太空船将能够运载更大的有效荷载体积和质量。更重要的是,它还应该能够从空间站返回有效荷载,并且由于具有完全的可重用性,还应该能够以较低的成本完成这些任务。考虑到空间站在2024年之前尚未准备就绪的可能性很高,因此在空间站本身准备就绪时,“星际飞船”将成为成熟的平台似乎是合理的。

美国宇航局对其核心保守,现在可能更喜欢“巨龙 XL”,因为它利用了众所周知的发射平台以及久经考验的航天器中的组件。但是到2024年空间站准备就绪时,星际飞船可能已经成为一种成熟的产品,其功能将被科技淘汰。

我大胆猜测,SpaceX公司最终可能会投入资源到永远不会真正飞行的航天器,但SpaceX公司已经做过很多次。SpaceX不会通过超越可能的界限来使自己的产品过时,这很可能不会改变初衷。

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​埃隆·马斯克以打破一切知识的藩篱,回归到事物本源去思考问题而闻名。他一贯展示出以产品和服务的“第一性原理”的思维。通过第一性原理的眼光,他能够找到解决导致技术突破的新方法。但是,在埃隆的一些最新声明中,他表现出了一定的野心,甚至使自己感到紧张。

许多人都知道SpaceX正在德克萨斯州的Boca Chica建造SN 4 “星际飞船”原型,但鲜为人知的是SpaceX打算快速,廉价地从字面意义上构建这些原型。价格低廉,每只造价低至500万美元,而且很快,便以每周两次的速度制造出一辆全新的航天器。从某种角度来说,以这种速度,星际飞船将类似于停泊在地球上的小型摩天大楼的集合。尽管这些目标似乎是不可能的(我个人怀疑它们可以如此快速或廉价建造),但这些陈述说明了埃隆从现在开始的开发方法。

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猎鹰 9 火箭

在某些方面,每周建造两艘“星际飞船”飞船的想法是违反常理的。“星际飞船”火箭将成为首个完全可快速重复使用的火箭。如果每年要以大于100的价格推出新的上级产品,并且这些上级产品可以每次飞行10到100次,那么怎么可能有足够的有效荷载需求来证明建造这么多产品呢?从理论上讲,如果“星际飞船”火箭成功降低了航天成本,它将提高对进入太空的人员和有效荷载的需求。但是,只有100艘”星际飞船”,每艘至少载有10吨有效荷载,并且每次飞行至少十次,才能将令人难以置信的100,00有效荷载飞入轨道。我怀疑在很长一段时间内将不会有这种庞大的发射需求。

但是,后来埃隆发的一条推文澄清了他的一些想法,以及为什么需要那么多飞船。他指出,Spacex之所以热衷于建造如此多的飞船,是为了比过去更快地推进航天技术。他以典型的马斯克风格,用一个简单的公式表达了他的思想:

技术进步=迭代x迭代之间的进度

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我们眼中的不锈钢火箭

改用不锈钢使这一切成为可能,不锈钢比碳纤维便宜得多,制造起来也快得多。Spacex采取的方法是廉价,快速地构建原型,每个原型在设计和制造过程中都进行了少量改进。

这与猎鹰 9没什么不同,猎鹰 9能够逐步展示火箭的着陆技术和再利用能力,并且著名地吹嘘没有两枚火箭是相同的。每次发布都测试了设计上的微小改进。但是,正如埃隆所指出的那样,每次猎鹰 9迭代之间的差异都非常小,因为猎鹰 9正在为付费客户发射卫星……那些不想因为SpaceX的技术进步而冒着宝贵的有效荷载风险的客户。换句话说,猎鹰9的发展是规避风险的。

不锈钢使“星际飞船”运载火箭的结构更便宜,迭代速度更快。此外,由于“星际飞船”没有运送客户有效荷载,因此迭代之间的进度可能会更大。但是,结果将会有很多失败。无需在测试之前仔细地建模和测试每个组件的完美,而是将组件“足够好”地设计和构建为可以快速测试它们的程度。该测试将揭示设计或制造上的缺陷,在火箭工业中通常会通过爆炸来说明。

换句话说,为爆炸做好准备……但是不用担心,这是进步。


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