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如何评价 2020 年 12 月 9 日 SpaceX 星舰 SN8 高空试验，是失败还是意料之中？

回答
2020 年 12 月 9 日，SpaceX 的星舰 SN8 高空飞行试验，与其说是“失败”，不如说是“意料之中”的、一次极其宝贵的学习机会。这次试验的目标非常明确，就是要挑战星舰前所未有的飞行高度——12.5 公里，并且验证一系列关键技术，包括三个猛禽发动机的点火、飞行过程中的重心控制、关键的“腹部着陆”机动，以及最终的垂直着陆。

从结果来看，SN8 在下降过程中成功完成了腹部着陆的姿态调整，这是人类历史上第一次有这么大的火箭尝试如此复杂的机动。然而，在最后触地的瞬间，它未能以预期的速度和姿态完成减速，最终以大约每秒 10 米的速度撞击地面，导致着陆架受损，爆炸解体。

那么，这究竟是失败还是意料之中呢？

说它是“意料之中”，主要基于以下几点：

首先，SpaceX 一贯的“快速迭代、边飞边学”的开发哲学。马斯克本人多次强调，星舰项目不是为了制造一个完美的一次性原型，而是为了学习和改进。SN8 甚至在它被送上发射台之前，就已经暴露出了许多需要改进的地方。其制造过程本身就是在测试和优化全新的生产工艺。所以，试验的目的并非“着陆成功”，而是“尽可能地验证所有设计和操作流程”。

其次，这是一次“高风险、高回报”的试验。星舰 SN8 是一个全新的、体型庞大且未经验证的飞行器，要在一个全新高度进行如此复杂的机动，伴随着极高的风险是必然的。SpaceX 并不指望 SN8 能够完美着陆，他们清楚地知道，在如此前沿的技术探索中，失败是常态，而从失败中吸取教训才是关键。

第三，SN8 已经出色地完成了大部分既定目标。在它爆炸解体之前，它成功升空，按照预定轨迹飞行，并在下降过程中执行了至关重要的“腹部倾转”机动，这标志着星舰能够以一种全新的方式控制下降。这个机动可以说是整个试验中最具挑战性和创新性的部分，它的成功验证了设计思路的可行性。

然而，为什么也会有人认为它是“失败”呢？

从最直接的、大众对“着陆”的认知来看，SN8 并没有成功实现垂直着陆，而是发生了碰撞解体，所以从这个表层意义上说，它当然没有达到“成功着陆”的最终目标。这一点不容回避。

综合来看，更准确的评价是：SN8 的高空试验是一次“计划中的不完美”，是“意料之中的部分失败，但大部分目标的成功实现”。

这次试验所揭示的问题，例如燃油分配、发动机推力调节、着陆腿的可靠性等，都是在如此高难度的试验中必然会暴露出来的。SpaceX 并不是因为 SN8 坏了才去学习，而是因为他们知道 SN8 可能会在某个环节出问题，所以才制造 SN8 去测试，去学习。

马斯克在试验结束后不久就表示，他对 SN8 的表现感到满意，因为“我们收集了所需的所有数据”。这句话背后蕴含着 SpaceX 对此类试验的理解：数据的价值远远超过了原型机本身。SN8 的每一次数据记录，从发动机燃烧情况到飞行控制参数，都将直接反馈到后续星舰的改进和迭代上。

可以说，SN8 的“不完美着陆”为 SpaceX 提供了极其宝贵的第一手资料，让工程师们能够精确地知道问题出在哪里，下一步该如何优化。这种“从失败中学习”的模式，正是 SpaceX 能够快速推进航天项目、降低成本的关键所在。所以，与其说是失败，不如说 SN8 完美地履行了它作为测试原型机的使命，为星舰的最终成功奠定了坚实的基础。

网友意见

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SpaceX的星舰飞船，在刚刚过去的SN8原型机12.5千米高飞行测试中，距离即将垂直着陆的一瞬间，炸了。又炸了。

SpaceX全程直播如何“炸掉”星舰SN8 ©️SpaceX


星舰（Starship），是SpaceX在研发中的具有划时代意义的太空飞船，直径9米。它的最终设计目标是两级火箭，总长122米，飞船部分/火箭二级约50米。这将是人类史上最强大的运载火箭，使用SpaceX新一代液氧甲烷发动机猛禽（Raptor）。火箭总重超过5000吨，远远超过土星五号登月火箭（3000吨），近地轨道运力超过100吨，飞船载人能力超过100人。相比较而言，各航天大国现役和在研的最新一代主力载人飞船上限运输能力为7人。

星舰的最终形态概念图 ©️SpaceX


星舰的测试核心在于飞船部分/火箭二级，它不仅要拥有强大的推进能力，还要实现回收复用等，是目前一系列测试的主角。按照SpaceX的“从失败中总结经验，快速迭代”思路，星舰建造了一系列原型机，如Starhopper、MK1、MK2、MK4、SN1（MK3）、SN2、SN3、SN4、SN5、SN6、SN7、SN8等。考虑到星舰的测试仅仅从2019年3月份才开始，这个迭代速度相当惊人。

它们都有一个共同的特点：务实。由于主要出于测试目的，甚至是就注定用来炸的，这些远远不如PPT效果图的试验机简直“丑陋不堪”，主要的金属结构竟然就是不锈钢做的，其他部分也是能糙就糙。这也是这个商业航天公司成功的秘诀：快速技术迭代，甚至设计出来就是用来炸的。因此，SN8爆炸之后，网络上质疑声音并不多，更多的是支持和鼓励。

无比“丑陋”的第一版Starhopper ©️SpaceX


其实早在去年Starhopper时期，相关测试已经取得了巨大的成功，在2019年4-8月间，它从能飞起来一直突破到了能飞150米高并悬停、顺利降落。

而后续的这几个SN系列，则基本上是更全面的测试，包括火箭发动机、推进剂系统、控制系统、电子系统等。由于还处在预研阶段，失败也是很惨烈，例如著名的加压测试（Pressure test）就炸掉了前三个SN。

SN4时已经实现了重大突破，也迈入了至关重要的静态点火阶段。SpaceX火箭一大特色是静态点火，这与他们火箭发动机能复用、推力可控、带牵制释放机构等一系列技术是分不开的。SN4在最终测试爆炸之前突破了5次静态点火试验。

两版猛禽（水平面和真空测试）发动机 ©️SpaceX


自SN5原型机起，开始使用给星舰准备的猛禽发动机，它使用液氧甲烷推进剂，最大单机推力220吨，可变推力，真空中比冲高达380秒。大量使用3D打印，自重仅1.5吨，推重比过200，成本大幅低于同类竞品。猛禽指标全方位超越墨林发动机。如果说墨林成就了猎鹰9号和猎鹰重型，猛禽也将造就星舰的未来。

猛禽发动机使用液氧甲烷推进剂，比冲虽然依然低于液氧液氢发动机，但略高于液氧煤油（365到380左右，液氧煤油355左右）。且液氧(-182摄氏度)和甲烷(-162摄氏度)的保存温度/沸点非常接近，温差不大，甲烷的密度较大、节省推进剂储存空间，整体上容易储存，难度远低于液氧和液氢(-253摄氏度)。甲烷制备费用远低于液氢，发动机几乎没有积碳结焦问题，设计简单，维护很方便，是可回收火箭的最优选择。

星舰SN5原型机的“蚱蜢一跳”©️SpaceX


SN5星舰原型机实现了150米高的“蚱蜢一跳”，虽然才1台发动机，飞起来还歪歪扭扭的，但是对星舰项目有着重大意义。首次成功验证了猛禽发动机的推进能力、变推力和矢量控制能力，检验了结构设计、材料设计、制造工艺稳定性。后续的SN6在此基础上继续测试，全方位升级。试验期间核心的飞船姿态控制、质心和推进剂分布控制、整体结构和材料、起飞和着陆关键技术等，都基本成熟，为下一步验证进一步铺垫。SN7虽未进行实际飞行测试，但在地面进行了推进剂储箱的极限加压测试。

SN8的核心测试是底部的3台猛禽发动机©️SpaceX


SN8的目的是进行3台发动机、最高达到12.5千米的发射与回收测试，实际的技术跨越非常大。3台发动机需要在飞行过程中多次组合点火、变推力和矢量控制，降落阶段还要配合气动翼面让飞船从平飞变为垂直降落，快速制动，整体控制难度远超以往。

着陆最后阶段已成功实现垂直降落©️SpaceX


本次测试仅历时6分多钟，SN8成功完成了起飞、掉头、减速、翻跟头等一系列复杂操作，在垂直降落过程中的最后一刻，由于推进剂储箱在着陆期间压力过低，发动机推力异常，失速坠地爆炸。可以说，整体上90%取得了成功。航天是一个异常复杂困难的事情，即便有一点是不完美，结局就是彻底的“失败”。

不过马斯克在第一时间解释原因后，最后说了“噢耶”©️Elon Musk

整体测试定格到了6分42秒©️SpaceX


有意思的是，在直播的最后阶段，面对一片狼藉的爆炸现场，SpaceX的视频字幕上已经注释到“SN9，正在路上”。或许，这就是敢于直面爆炸和失败的勇气，也是发展航天的不懈动力。下一步，SN9将会再次挑战这项测试。如果未来加上更多热防护能力和结构强度设计，还能挑战更大高度的测试，甚至入轨。

星舰正式服役后艺术效果图©️SpaceX


不过，即便星舰又发生了爆炸，它的发展方向和对人类航天的意义并不会受太大影响。毕竟，它总共才迭代了2年左右，且进展迅速。如果星舰和大猎鹰火箭组合如果能在10年内成熟，就意味着能超过全世界各航天大国的顶级官方航天产品。NASA也很清楚，在即将进行的重返月球载人登月任务，给了SpaceX重要的载人登月合同。

如果一切顺利，星舰将会抵达月球表面，随后登陆火星，甚至迈入更远的深空。

（本文已授权首发果壳）

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