星舰再战：没有“烟花秀”，开启太空大航海时代？
给孩子的科技周刊
文 | 汪诘
知名职业科普作家
文津图书奖获得者
博雅小学堂科技新闻人气主播
人类历史上最大的太空飞船星舰，于3月14日进行了第三次发射。相较于前两次，这次取得了巨大的进展和突破，也为未来的太空探索打下了基础。
虽然，要实现完全可回收等目标，还有一段路要走，不过，星舰发展速度之快，相信在不久的将来，我们将迎来太空探索的新时代。
那么，这次发射，星舰完成了哪些重要任务呢？这些又将为未来的哪些太空任务做准备呢？
今天的推送节选自博雅小学堂App《给孩子的科技周刊》
如果说最近有什么重要的科技新闻发生的话，那一定是在3月14号SpaceX的星舰宇宙飞船第三次发射。
星舰第三次等待发射。图源：SpaceX官网视频截图
我们都知道，星舰是一艘人类历史上荷载最大的太空飞船。而且设计它的目标是完全可回收，也就是它必须可以抵达太空同时又能安全返回，才可以算是完全成功。注意啊，这里的回收可不只是说飞船可以回收，而是整个火箭都可以回收。
如果严格来说，星舰分成飞船和推进器两部分。星舰飞船只是火箭的第二级，它一共有6个发动机，飞船可以重新返回地面并被再次使用很正常。而火箭的第一级叫做超重型推进器，有33个发动机。星舰最有创意的一点，就是要实现将第一级推进器也成功回收和复用。
超重型推进器软着陆动画演示。图源：SpaceX官网视频截图
不过，实现这个目标并不是很容易。
像是前两次的星舰发射，如果只是单纯从发射结果来看，别说返回了，那可是炸的啥也没有剩下，星舰飞船和推进器全炸了。不过，虽然全都炸了，但是工作人员的信心还是挺足的。而且事实也的确如此，后面的发射，一次比一次好。
现在，距离第一次发射不到1年的时间，这已经是第三次发射了。最后的结果也的确是取得了巨大的进展。
星舰发射升空。图源：SpaceX官网视频截图
先说最好结果，第一级的超重型助推器这一次没有爆炸，第二级的星舰也没有爆炸。不过它们虽然没有爆炸，但是最后仍然是啥也没有剩下来。
超重型助推器是因为发动机没有按照预期全部点燃而掉进了大海里，回收失败。第二级的星舰则是在重返大气层的时候失去联系，完全摧毁。
如果你就是听我这么讲的话，可能还会感觉挺奇怪的。星舰一共就两部分，一个直接砸海里了，一个在大气层中分解了，这也能叫取得重大成果吗？
先别急，我先带领大家梳理一下星舰第三次发射的时间线。
试飞计划中的关键点，包括推进器的分离和回收、星舰飞船重回大气层及回收等
首先是北京时间的3月14日21点25分左右，星舰点火发射升空。
2分40秒后，第一级的超重型助推器和星舰飞船热分离成功。如果一切顺利，超重型助推器将会尝试在海面上着陆，不过我刚才也讲了，因为有引擎没有全部点燃，超重型助推器的后续任务失败了。
接下来的重点还是星舰的飞船部分，在分离后它会在太空中继续执行任务。
到了21点33分，星舰飞船的全部6台猛禽发动机成功熄火。这代表着飞船进入滑行阶段，预期将在22点05分重启发动机。
在21点49分左右的时候，星舰飞船完成了燃料转移的演示。这个燃料转移，其实是在太空中给星舰补充燃料的一个必要的动作。
这是因为星舰飞船虽然还没有完全成功，但它其实已经被NASA预定了，希望用它实现美国的再次登月。如果想让星舰飞到月球，那么一艘星舰所携带的燃料就不够用了。需要让好几艘星舰携带多余的燃料轮番飞到太空中，把它们多余的燃料都集中到一艘星舰飞船上，然后再让这艘星舰飞向月球。
动画演示星舰飞向月球。图源：SpaceX官网视频截图
这次的燃料转移，就是把星舰飞船前面存储的液氧转移到后面的存储箱里。通过这样的方式来验证一下太空加燃料这事是不是靠谱。结果，这次演示还是蛮成功的。
燃料转移演示完成之后，就是测试打开关闭星舰飞船舱门的流程了。这项测试也是有目的的，是为了后续发射二代星链卫星做的测试。
星链卫星是SpaceX公司发射的一系列卫星，它们主要作用是为地球提供随时随地的高速互联网服务。毕竟卫星的通讯范围比现在移动电话的基站要大得多了，在高山、在沙漠、在荒无人烟的地方都可以通过星链卫星上网。
其中，第一代星链卫星相对较小，说是卫星其实重量不到三百公斤，形状像薄片面包，尺寸大约一两米。猎鹰重型火箭一次可以携带四五十颗这样的卫星进入轨道。不过体积小也就代表着第一代星链的性能很一般。
所以SpaceX就计划在第一代星链卫星上作出改进，第二代星链卫星的体积和重量都有显著增加，重量直接飙升到1260公斤，超过了1吨。长度也从一两米增加到7米。由于这些卫星的尺寸和重量增加，猎鹰重型火箭是装不下的。所以，按照SpaceX设计，第二代星链的部署主要就是靠星舰了。而且据说下一次，也就是第四次星舰发射的时候，它就会真的携带第二代星链卫星了。也就是说，第四次星舰发射，很有可能就不只是单纯的试验了，而是真的可以带来经济效益的。
星舰飞船部署下一代星链卫星的示意图
而这一次SpaceX进行了开闭荷载舱门的测试，这是为了确保卫星能够顺利地从星舰内部被释放。
最后的结果也是让人比较满意的，舱门可以正常打开，也能关闭，只不过在关闭的时候遇到了一些小问题，从视频画面中可以看到，最后舱门并没有完全关好，而是留下了一个缝儿。后面星舰在重返大气时失联会不会和这个缝隙有关，还需要等SpaceX公布更详细的数据才能知道。
接下来，按照计划应该是重新启动飞船的发动机，然后让飞船重返大气层。不过，不知道什么原因SpaceX跳过了重新点火的流程，而是让星舰直接再入到大气层。
如果你看直播的话，飞船进入大气层这一点一定会让你非常激动的。飞船再进入大气层后，因为速度特别快，所以就会和空气发生摩擦，在飞船的周围会看到像着了火一样。
要是在往常，这种直播画面还是很难看到的。这是因为，在飞船外面放个摄像机不难，难的是怎么把拍摄的画面实时地直播传输出来。你要知道，飞船可是正在上万米的高空中以超过20马赫的高超音速飞行。没有哪个地面基站可以和这个位置的飞船建立联系。
而这次之所以可以把这些画面实时的直播出来，还真就是靠了SpaceX他们自己的星链。
马斯克在社交媒体发布了星舰携带摄像机拍的照片
虽然最后星舰飞船还是失联了，不过还是可以看出来，这次星舰的任务已经完成的非常不错了。甚至如果不是马斯克自己要求很高，不考虑回收，而是像别的火箭一样用一次就报废的话，星舰已经算成功了。
而且，即便把星舰看作是一次性的火箭，这一次的发射也让星舰成为了有史以来成功发射的最大的火箭。
现在全世界的火箭普遍都是荷载在20多吨以下。SpaceX的猎鹰9号，也就是22吨左右的近地运载能力。像是星舰，如果不考虑回收的话，它近地运载能力是可以达到250吨的，即便是考虑回收，也是要超过土星5号100多吨的近地运载能力。
更关键的是，星舰不只是运力强，还便宜。当年，土星5号发射一次要花费大概1.8亿美元，换到现在要将近几十亿美元。相当于土星5号运1公斤的东西，要花20多万的人民币。即便是现在，用火箭把东西送到太空，差不多也是要1公斤好几万块钱。
如果星舰成功了，马斯克的目标是将这个成本降到不到100元人民币每公斤。这样的话，把一个成年人送到太空也就是一万多块钱成本。现在去美国旅游，坐飞机，飞机票都最少也要七八千，而且去了还得回来，返程票也是七八千。还真不如坐上星舰去太空旅游呢，毕竟从太空返程几乎不怎么费燃料，所以马斯克的一万多相当于是太空旅行的往返成本。
也别觉得我这是在异想天开，看一下星舰的发展速度，在有生之年去太空旅行可能真的不是一个什么了不得的幻想了。
星舰是2016年才被提出来的，到了2020年才基本上把星舰的外观给定下了。也就是说，星舰发展成现在的样子，差不多也就花了4年的时间。
而且我们还可以从星舰的3次发射中看出来，几个月就发射一次，不到一年已经从“大烟花”变成了历史上成功发射的最大火箭。不用怀疑，未来几个月星舰一定会再次发射，那个时候，它或许就可以真的做到完全成功了。
如果说去年是人工智能年的话，那么今年或许就是星舰年，星舰的成功或许真的是开启太空大航海时代的开端。
思考与讨论
如果未来真的开启了太空大航海时代，那么在太空站里的人应该就算是新时代的太空水手了。想象一下，这些新时代的水手的一天会如何度过呢？他们工作和娱乐的方式又是什么呢？
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