如何看待 SpaceX 星舰 SN10 着陆成功后原地爆炸？离试飞成功还有多远？
SpaceX 星舰 SN10 在2021年3月3日的第10次原型机高空测试中，成功完成了陆地着陆，但随后却在几分钟后原地发生爆炸。这无疑是星舰项目中的一个里程碑事件，它既展示了SpaceX在可重复使用火箭技术上的巨大进步，也揭示了在实现真正可靠的着陆和回收方面仍面临的巨大挑战。
要深入理解SN10的事件，我们需要从多个维度进行分析：
一、 SN10 着陆成功：一次意义重大的飞跃
着陆成功本身就是一项了不起的成就，尤其是在星舰这样的巨型、前所未有的飞行器上。
飞行姿态控制的精准度： SN10在上升阶段完成了预定的高空飞行，随后进行了翻滚以进入着陆状态。它成功地以腹部朝下（belly flop）的姿态进入大气层，并利用垂直的推进器进行减速。这个过程需要极高的精度来控制飞行器的姿态和气动阻力，以确保它能够以正确的角度和速度接近地面。SN10的成功着陆证明了SpaceX在这些控制算法和执行能力上的成熟度。
Raptor发动机的精确控制： 着陆过程中，SN10的三个Raptor发动机需要进行复杂的节流（throttling）和重启动，以精确控制下降速度和推力。SN10在着陆时成功重启了其中两个发动机，并使用它们来减缓下降，这是非常关键的一步。这表明SpaceX对Raptor发动机的可重复点火和节流能力有了更深的理解和控制。
前所未有的着陆方式： 星舰的着陆方式与以往的火箭（如猎鹰9号）都不同。猎鹰9号是通过垂直下降并使用发动机进行缓冲，而星舰则采用“腹部俯冲”的姿态利用大气层进行制动，然后在最后一刻进行翻转（pivot）并点燃发动机进行垂直着陆。SN10的成功着陆验证了这种全新着陆概念的可行性。
二、 SN10 原地爆炸：暴露的潜在问题
尽管着陆成功，但爆炸的发生同样重要，因为它揭示了SN10在关键系统上仍然存在的不足。
低压着陆导致结构应力过大： 最普遍的猜测是，SN10在着陆过程中可能没有达到预期的低压，或者着陆速度比预想的要快一些。这导致飞行器的底部结构承受了巨大的冲击力。星舰的底盘和结构设计是为承受高压（例如来自发动机推力的向下的力）而优化的，但在低压和较高的着陆速度下，这种“硬着陆”可能会对结构造成超出预期的应力。
低温甲烷燃料系统的潜在问题： 星舰使用液态甲烷和液态氧作为推进剂。这些推进剂需要在极低的温度下储存和使用。在着陆过程中，着陆腿的展开和发动机的重启都需要精确的低温管理。SN10爆炸的原因可能与低温燃料系统中的某些故障有关，例如燃料管路破裂、压力异常，或者在着陆过程中燃料箱遭受了意外的压力变化，导致燃料泄露并与空气混合，最终被发动机点燃或引发火灾。
着陆腿的问题： SN10的着陆腿在着陆时成功展开并起到了缓冲作用，但后期的爆炸可能与着陆腿的某些设计或材料问题有关。例如，如果着陆腿未能完全稳定，或者在着陆时承受了不对称的应力，可能会对飞行器的底部结构造成局部损坏，进而引发连锁反应。
发动机点火后的问题： 虽然SN10成功点燃了两个发动机，但如果在点火过程中出现燃料泄漏或燃烧不稳定，也可能导致爆炸。发动机区域是高压和高温的环境，任何微小的异常都可能迅速升级。
其他未知因素： SpaceX通常不会公布所有测试的细节，因此也可能存在一些我们未知的系统故障。例如，某一个传感器失灵，或者某个控制模块的异常行为，都可能在特定条件下导致灾难性的后果。
重要的是，SN10爆炸不是“失控坠毁”或“空中解体”，而是在着陆之后才发生。 这意味着飞行器在飞行过程中是可控的，问题主要出现在着陆后的状态管理和系统集成上。
三、 离试飞成功还有多远？
“试飞成功”的定义可以有很多种，但如果指的是“能够安全着陆、回收并为下一次飞行做好准备”，那么SN10的事件表明，我们距离这个目标还有一定的距离，但进步是巨大的且可预测的。
关键的进步和需要克服的挑战：
着陆过程的精细化：
着陆速度和高度的精确控制： 需要进一步优化着陆算法，确保着陆速度和高度在可控范围内，避免过度的结构冲击。这可能涉及到对风力、发动机性能以及飞行器气动特性的更精确建模和预测。
着陆腿的优化： 需要改进着陆腿的设计和材料，以应对更宽范围的着陆条件，并确保其稳定性和可靠性。可能需要更强的材料强度、更优化的结构设计，以及更有效的减震系统。
低压着陆的验证： 最终目标是实现真正意义上的“软着陆”，就像垂直起飞一样平稳。这意味着需要更低的着陆速度和更小的着陆冲击力，这就对发动机的节流能力和控制精度提出了更高的要求。
系统集成和可靠性：
低温推进剂系统的稳定性： 需要确保在整个飞行过程中，尤其是着陆阶段，低温推进剂系统能够保持稳定，没有泄漏或压力异常。这需要更严格的组件选择、制造和测试标准，以及更完善的故障检测和隔离机制。
发动机可靠性和耐用性： Raptor发动机需要能够承受多次起停和长时间运行的考验，并在着陆后的各种环境下保持稳定工作。虽然SN10成功重启了发动机，但其在着陆后的表现以及可能存在的隐患仍需进一步研究。
飞行器整体结构的强度和韧性： 需要确保整个飞行器结构能够承受着陆过程中可能产生的各种应力，包括但不限于冲击力、振动以及可能的微小偏差。材料科学和结构工程的进步是必不可少的。
回收和复用流程：
数据采集和分析： 每次测试都是宝贵的数据来源。SpaceX需要对SN10的爆炸原因进行彻底的分析，并将其应用于改进设计和测试流程。
迭代和改进： SpaceX一直以来都以“快速迭代”著称。SN10的失败将为SN11及之后的原型机提供直接的改进方向。我们可以期待SN11在着陆系统、结构强度和推进剂管理方面有显著提升。
预估时间表：
很难给出一个确切的时间表，因为火箭开发是高度复杂的，并且充满不确定性。但我们可以参考SpaceX的历史表现和项目的进展速度来推测：
在接下来的几个月到一年内： 我们可以看到一系列的改进型原型机（SN11, SN12等）进行高空测试，逐步解决SN10暴露的问题，并可能实现更平稳的着陆，但离真正的“完全成功”仍有差距。
在未来一到两年内： 有可能实现成功的软着陆和基本的回收能力，但这可能还需要克服更多的技术难题。
实现星舰的完整部署和定期商业运营： 这可能需要更长的时间，可能在未来几年内实现初步的轨道飞行和卫星部署，但大规模的月球和火星任务则可能需要更长的时间来验证系统的全面可靠性。
总而言之，SN10的着陆成功是一次重大的阶段性胜利，它证明了SpaceX在星舰项目上的方向是正确的，并且技术上正在快速进步。而随后的爆炸则提醒我们，将如此庞大且复杂的飞行器安全送回地面并进行回收，是一项极其艰巨的任务，需要持续的优化和大量的失败经验。
SpaceX的星舰项目正在以惊人的速度向前推进，SN10的事件只是这个漫长而充满挑战的旅程中的一环。我们可以期待，通过不断地测试、学习和改进，星舰终将实现其宏伟的目标。
网友意见
目测爆炸原因是：热密封失效。
首先这玩意，上面长着一对鸭翼，我当是干鸡婆用的。看了视频后才明白是滑行用的。
这玩意，看来只是第一级；实验成功后上面可能会接上二级、三级。
一级速度比较慢，加装一对鸭翼后上升阻力的增加可能不明显。所以才可以这么粗暴地装上这一对鸭翼。
一级燃烧后分离时会留下少量燃料，等到滑坠到预定地点后点火反推、减速。
滑行时，上下两对翅膀向上摆翘，重心自然在下，是自然的稳定状态。通过控制摆翘的角度，调节空气阻力进而控制滑行轨迹。有点像滑行机。这些应该都是成熟技术。
主要技术难点可能在于这个二次点火。那么大的火箭发动机经过上升段的高温后，需要熄火，并把燃料舱重新密封住，对材料、热密封的考验不小。
这一次通报也说是有燃料泄漏。说明热密封还有点问题。
什么是热密封？通常我们密封用的是硅橡胶。但硅橡胶能够承受的温度有限。正常工作时，低温燃料喷出来，经过导管到燃烧室燃烧，这里有一个温度从零下到几千度的热梯度空间。但是平常这个空间是不需要密封的。烧完燃料就没了，整个发动机也报废了。
SN10呢，一次燃烧后，要关机。封存住一部分燃料。但是呢，前面紧连着的燃烧室几千度高温。这个温度必然会传递到燃料舱的密封处。所以，这就有一个热密封的问题，即在高温下的密封。
如果密封处与燃烧室拉开距离，这样密封处的温度就没有那么高了，是不是就完美地解决了问题呢？不行。距离越远，这段空间里残存燃料的可能性就会越大。熄火后保存的燃料可能还会继续燃烧。并从而破坏密封处。
（这里我会补充一个图）
个人目测SN10熄火后又起火爆炸可能就是这个问题。
前期姿态控制问题不大。
这个热密封说难不难，说简单不简单。当初哥伦比亚号以及后来的航天飞机都是因为隔热瓦脱落导致热密封失效。然后内部结构被损坏，最终解体。
另外，高超音速飞行器也存在热密封问题。美国高超音速武器三次实验全部爆炸、失败，项目已经停止。具体原因没有公布。但外界推测很可能是热密封问题（飞控问题会先发生翻转，而不是爆炸）。而美国发动机技术出问题可能性较小。
诸如此般，是不是在一定程度上可以说美国的热密封技术没有过关？
个人估计：倾斜着陆，撞击负荷过大导致内部变形，内部变形导致燃料罐管开裂或剪断……
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