SpaceX“星艦”屢屢試錯快速迭代,對商業航天有何啓示

在經歷了兩次發射失敗後,北京時間3月14日晚,美國太空探索技術公司(SpaceX)研發的重型運載火箭"星艦"完成了第三次試飛。儘管在重返大氣層時失聯,沒能到達印度洋上的預定着陸點,但它仍完成了80%的預定任務。

卡爾·薩根獎得主、中國科學院國家天文臺研究員鄭永春分析指出,爲實現移民火星的最終夢想,SpaceX將每次發射都視爲試驗,從一次次失敗中快速找到技術漏洞,進而優化到下一代版本中,以這種快速迭代的方式研製高可靠、大批量、低成本的星際航天器。

今年,"商業航天"首次寫入我國政府工作報告,中國商業航天將迎來加速發展。SpaceX這種採用互聯網行業快速迭代升級的模式,通過"小步快跑"實現技術與市場上的雙重引領,爲商業航天的發展帶來怎樣的啓示?

三次試飛敢於冒險直面失敗

星艦的第三次試飛,正逢SpaceX公司的22週歲生日。與前兩次相比,這次取得了顯著進步。去年4月,星艦首次發射試驗,點火3分鐘後火箭解體爆炸。去年11月,星艦第二次發射試驗,一二級火箭成功分離,但之後一級火箭爆炸、二級火箭失聯。

而此次星艦試飛完成了約80%的既定任務,包括第一二級火箭的升空燃燒、打開和關閉星艦的有效載荷艙門、在第二級飛行艙中進行推進劑轉移演示等,並首次在太空中達到了環繞速度。

星艦是迄今全球體積最大、推力最強的運載火箭,其總高度約120米,直徑約9米。火箭由兩部分組成,底部是"超級重型"助推器,高約69米,配備多臺"猛禽"發動機;頂部是飛船,高約50米,可重複利用。

作爲超重型太空運載工具,星艦在進入太空後,可在幾百公里高度的低地球軌道上進行燃料加註,補充燃料飛向更遙遠的目的地,例如3.6萬公里的地球同步軌道、距離地球38萬公里的月球,乃至5000萬公里外的火星。

此次星艦失聯,無法進行試飛的最後一步,但SpaceX公司表示,"(這次)比以往任何時候都走得更遠。"鄭永春認爲,這種直面失敗的樂觀態度體現了SpaceX創始人埃隆·馬斯克在商業航天方面的一個突出特質:冒險精神。"事實上,SpaceX團隊對每次發射的預期都不高,在星艦首發時,馬斯克甚至覺得只要不是在發射臺上爆炸,就都是成功。"

據介紹,星艦的研製採用了批量化生產的模式。第一批次星艦一共生產了5個,這次雖然發射失敗了,但馬斯克宣佈幾個月後還將再次發射。

"小步快跑"實現顛覆式創新

爲何SpaceX的每次試飛都面向全球直播,對發射失敗並不懊惱,甚至泰然處之?鄭永春表示,從星艦研製伊始,SpaceX就採用了互聯網行業快速推出新產品、快速迭代升級的模式,試飛只是暴露問題的一種方式。

"星艦一直遵循‘小步快跑’的研發理念,團隊從一次次失敗中快速找到技術漏洞,進而作出優化。通過一次次真刀真槍的發射任務,發現問題、解決問題,提高可靠性,而不是把時間花在長期、反覆的論證和測試上"。在鄭永春看來,這種研發理念源自馬斯克"移民火星"的宏大夢想。要實現這一夢想,就必須讓航天發射的成本降下來。

因此,星艦在研製階段就採用批量化生產,以可回收、可完全重複使用爲目標,並大膽使用在商業化中經受了質量與成本考驗的門把手、低等級民用芯片等常用產品。在這種思路下,星艦一旦發射成功,意味着人類進入太空的成本將大大降低。

鄭永春認爲,作爲一家商業航天公司,SpaceX十分重視成本控制,用夢想來激勵員工,這對於SpaceX的成功非常關鍵。但更值得注意的是,SpaceX的這種成本優勢將會對整個航天產業產生顛覆性影響。

中國商業航天駛向"星辰大海"

SpaceX的快速迭代模式看起來失敗頻頻,實際上卻在一步步積累他人難以模仿和超越的優勢。一位中國航天從業者表示,要學習借鑑SpaceX的顛覆式創新模式,需要徹底轉變思維。

事實上,2015年至今,中國商業航天有了長足發展。《中國航天科技活動藍皮書(2023年)》顯示,我國在2023年共實施了67次航天發射,其中有26次商業發射,發射成功率達96%。今年的政府工作報告將商業航天作爲新質生產力的代表之一,與生物製造、低空經濟等一起列爲新增長引擎。在此背景下,中國商業航天的未來將是一片"星辰大海"。

鄭永春認爲,中國的商業航天發展迅速,既有國企和央企採用商業模式新組建的公司,又有純民間投資的公司。過去幾年,商業航天企業吸引了一批人才。未來,可加大對一些上規模的商業航天企業的扶持,適當開放一些基礎底層技術,促進其快速成長。

他還表示,商業航天作爲航天事業發展的第三支力量,有望通過高度開放在全球市場上爭取訂單。基於中國工程師的勤奮、智慧和高效率的交付能力,中國的商業航天有可能在全球競爭中取得一席之地。

作者:許琦敏

文:許琦敏 圖:SpaceX網站 編輯:許琦敏 責任編輯:任荃

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