星艦又炸成火球！用一臺發(fā)動機就想著陸？馬斯克懟贏政府也贏不了科學規(guī)律
2月3日凌晨，“鋼鐵俠”馬斯克再次進行不銹鋼火箭試飛。這次試飛的SN9號“星艦”采用了和上次SN8一樣的飛行方案，從地面起飛后抵達10千米左右的高空，然后水平下落，在接近地面的時候改回垂直姿態(tài)，并試圖軟著陸。前面幾個步驟都完成得不錯，但是在最后階段，SN9沒能改回垂直姿態(tài)，歪著砸向地面，變成一團火球，還差點殃及附近的SN10號機。
[SN9落地爆炸]
我們曾經討論過SN8所體現(xiàn)出來的“降成本”思想。SN9的飛行表明，馬斯克在“降成本”這件事情上做得有點過分了?；鸺诳罩酗w行，很容易受到氣流的影響。特別是在接近地面的時候，發(fā)動機噴流所引發(fā)的地面效應，至今還是人類無法充分掌控的。這里需要特別強調一下，噴氣式發(fā)動機，無論火箭發(fā)動機還是渦輪發(fā)動機，射流速度都超過了音速，這意味著巨大的動能。所以，不要說火箭的垂直降落，就算是AV-8B和F-35B的垂直降落，都是有很大風險的。要想平安落地，必須提供足夠強大的姿態(tài)控制力矩和反推力，否則就沒有安全運行。
或許有人會說，馬斯克的“獵鷹九號”火箭不是已經實現(xiàn)了一級回收，并且技術成熟了嗎？事實正是如此，我們對比一下“獵鷹九號”和“星船”的降落方案，就可以理解為什么說馬斯克有點摳門過分。
“獵鷹九號”的一級火箭分離之后，要用小推力的冷氣發(fā)動機調整姿態(tài)，把底部朝向地面?！矮C鷹九號”的一級有9臺主發(fā)動機，首先啟動其中3臺，逐步降低下落速度，進入大氣層。然后打開柵格尾翼來穩(wěn)定姿態(tài)。再下落一段時間后，把9臺發(fā)動機全部打開。到距離地面8千米左右，打開4條支腿，向著陸場接近、降落。
看得出來，“獵鷹九號”的回收方案是力求穩(wěn)妥的。即使如此，也遭遇了多次回收失敗，才把控制方案調校成熟。最重要的是，在接近地面的地時候，“獵鷹九號”要打開全部發(fā)動機，把火箭當做一件易碎的瓷器，讓它慢慢落到地上。
至于“星船”的回收方案，大家在視頻中看得很清楚，整個降落階段。它只開了一臺發(fā)動機，試圖利用它的擺動來同時提供反推力和控制力矩，實現(xiàn)垂直落地。如此狹窄的控制裕量，簡直就是在開玩笑。即使SN10或者之后的什么“星艦”可以用這種方式降落成功那么一兩次，也不能作為業(yè)務運行的火箭來使用。
[SN9降落過程中只開一臺發(fā)動機]
如果要打一個比方的話，我們固然可以培養(yǎng)身材嬌小的女孩，在平衡木上表演高難度的體操。但是，絕不可能把馬路上的人行道修成平衡木那么窄。
美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）對這個問題看得很清楚。這個部門曾經多次拒絕批準“星船”的試飛計劃。實際上，SN8的發(fā)射也沒有得到批準。FAA發(fā)言人在2月2日公開表示：
“在2020年12月進行SN8試射之前，SpaceX公司尋求豁免，以超過聯(lián)邦安全條例允許的最大公共風險。在FAA拒絕了這一請求后，SpaceX繼續(xù)飛行?！?/p>
換言之，SN8是馬斯克違法發(fā)射的。但資本的力量如此強大，F(xiàn)AA作為一個美國聯(lián)邦政府部門，一個可以對航空公司、民航機型號、航線和飛行員生殺予奪的執(zhí)法局，竟然拿馬斯克沒有辦法，反而被馬斯克在推特上狂懟。
1月28日，馬斯克公開表示：“與飛機部門不同的是，F(xiàn)AA航天部門的監(jiān)管結構已經徹底崩潰。他們的規(guī)定是針對每年從一些政府設施少量進行的一次性發(fā)射。根據(jù)這些規(guī)則，人類永遠不會到達火星?！?/p>
其實，F(xiàn)AA不過是要馬斯克把SN8的事故原因說清楚而已。但讓人意外的是，最后讓步的是FAA。該局在2月1日宣布批準SN9飛行，并且表示SpaceX“符合所有安全和相關的聯(lián)邦法規(guī)，并被授權根據(jù)其發(fā)射許可證進行SN9的飛行操作?！?/p>
[起飛前的SN9]
事實證明，F(xiàn)AA的擔心是對的。馬斯克就算懟贏了聯(lián)邦執(zhí)法機構，也不可能懟贏控制論。鋌而走險是一定會栽跟頭的。
馬斯克會不會在SN10上痛改前非，在降落階段把三臺“猛禽”全部打開，保證平安落地呢？他還沒有公布自己的想法。這雖然及到修改控制方案的問題，需要一定的時間來仿真和測試，但并不復雜。只要他舍得消耗另外兩臺“猛禽”的使用壽命和多一點點液氧+甲烷，就可以做到。
如果他還是堅持用一臺發(fā)動機著陸，那么，大家還是遠遠地圍觀吧。
