SN16另有重用,挑战超高音速飞行?

SN16休而不退,另有任用?

6月17日,知名科技媒体TESLARATI率先报道了「SN16退休与SN15并肩矗立」,这一消息让星舰粉感慨不已。

不过就在第二天,出乎意料,马斯克却在这条消息下留言:「我们可能在超高音速飞行测试中使用SN16」(原文:We might use SN16 on a hypersonic flight test)。

引来更多热议——这是老马的新脑洞?还是计划的一部分?或者又一次「狼来了」?三体引力波试图破解个中原因,分析过程跟大家分享一下。

作为最新建成、却没经历过一次测试的一艘全尺寸原型星舰,SN16最早在2020年12月4日被星舰粉发现第一批组件,今年4月29日进入高塔内堆叠组装,但随着SN15历史性成功首飞,SN16的命运安排也变成了过山车游戏——

最先计划安排SN16尽快发射,以便验证SN15成功路径;之后传出SN15复飞消息,SN16组装变得越来越慢,几乎停滞;直到SN15被送回建造区成了历史纪念物,处在高塔里的SN16只能终日眼巴巴地看着BN3一天天长高;终于等来命运安排的下一步,6月16日SN16从高塔移出,落脚点与SN15为邻,成为星舰基地一景:双舰齐观。

不过,貌似马斯克还嫌剧情不够精彩,掀开戏剧化一幕:宣告SN16另有任用。一贯咬文嚼字的他,此次用的是might use SN16(可能使用SN16)。这个可能性到底有多大?为啥他要如此这般操作?我们不妨掰扯掰扯,以下分析仅供参考——

首先推测可能性到底有多大?依据综合因素及多种信息姑且推测,最终能让SN16超高音速飞行的可能性不超过30%。

70%不可能因素主要来自:

①如果近期有计划发射SN16,需要进行一系列前期准备,转运至发射区,吊装至发射架,安装猛禽发动机,进行发射前一连串测试,这一过程至少要耗时十天至两周。但目前状况却是反向操作,移至星舰花园,与光荣退役的SN15做伴。如果已有计划发射SN16的话,根本没必要走这个「多此一举」的步骤。

②如果有计划发射SN16执行超高音速飞行测试,SpaceX必须向FAA、FCC、NASA等多个美国联邦机构提前申请批准,而在这个审批阶段,一定会被消息灵通人士在第一时间拿到并且公布于众。除非这个申请还没开始,SN16发射计划还只是马斯克个人想法,没有正式成为SpaceX测试计划的一部分。

然而,在SpaceX全力以赴既定瞄准「今夏执行轨道级发射」目标管理之下,要想临时新增一项SN16测试,不是不可能,而是绝非易事,一切时间表都向后推迟。这恐怕是马斯克以及SpaceX高管最不希望听到的坏消息。毕竟时间紧迫,星舰开发测试几乎没留什么冗余时间。

③根据老马以往发布消息的属性,很多都是「狼来了」。大家都还能清楚记得:2019年预告「大约6个月后,星舰入轨首飞」,2020年预告「SN5、SN6重复试飞」,今年5月预告「SN15复飞」……结果无一兑现,预告最终告吹。这次预告「SN16超高音速飞行」很可能也不例外。按照马斯克身边人的说法,「他无非就是常常管不住自己的嘴」。

分析完70%不可能性,接下来再看看30%可能性来自哪里:

①根据既定测试目标:今夏首次发射星舰轨道级飞行,的确有必要进行一次超高音速测试,摸底看看星舰本身舰体结构、应力、推力、隔热层等等效果到底如何,能否适应全程90分钟轨道级飞行。

②在不动用超重型火箭前提下,甚至在超重型至今未经过一次试飞的现实条件下,要想得到星舰超高音速实测数据,目前最佳选项就是动用SN16单飞。

我们知道,既定的首次轨道级发射组合:BN3+SN20。SN20已被指定为第一艘轨道级飞行星舰。SN17~SN19早已弃用。SN15已经功成身退。要想超高音速试飞星舰,唯一选项只有SN16。

星舰首次入轨发射路径图

问题来了,SN16有能力单独进行超高音速飞行吗?不借助一级火箭超重型推力,可行吗?

答案是肯定的。我们知道,所谓超高音速是指5倍音速以及以上的飞行速度(≥6000公里/小时或者≥1.66公里/秒)。Hypersonic也称超高音速或者极音速,只有弹道导弹、超高速战机、入轨航天器、再入飞船能够达到这一速度。

据测算,目前装配3台海平面猛禽发动机的原型星舰,执行大约50公里测试飞行,就可达到5倍音速。早在2019年马斯克就曾回应:星舰单级入轨发射在设计上可行。这意味着单纯从航天技术角度衡量,星舰具备单级入轨的能力。当然达到超高音速飞行自然不成问题(目前星舰最高实测速度只有522公里/小时)。

SpaceX星舰单飞入轨,不依靠超重鹰火箭?

③截至今天(2021年6月20日),距离SpaceX内部目标「最早7月1日轨道级发射」只有10天了,光看各种硬件就不难得出结论,这只不过是参考时间点,根本不会如期发射。

SN20、BN3还在组装阶段,远没有达到发射前的各项准备阶段;轨道级发射架、轨道级发射塔、轨道级发射地面配套系统等都在建造进行时,不可能在短短10天内一切准备就绪……

按照乐观估计至少还得30天,而在此期间进行一次SN16超高音速试飞,基本不会影响轨道级发射准备工作。这意味着两项任务既可以并行推进,又能够起到递进作用。所以,看似不太可能的新添飞行计划,的确存在真飞的可能性。

以上就是30%可能性与70%不可能的分析思路。

那么问题来了,马斯克为啥如此这般骚操作,不直接给出答案呢?

我们不是老马肚里的蛔虫,无从知晓他的所思所想。只能从一些可寻可见可靠的信息线索中试图推演,给出参考答案。

凡是跟马斯克打过交道的人,都会不约而同地说出他的一大特点:马斯克说过的每一句几乎没有废话,都有很强的目的性。因此我们有理由推定,此时此刻马斯克预告「我们可能在超高音速飞行测试中使用SN16」,绝不是一时起心动念,想哪儿说哪儿。相反,可能有很强的目的性,释放一种强信号。

此时正处在上一个大预告「最早7月1日轨道级发射」即将告吹的前夕,用一个新预告取代另一个旧预告,看起来是一个相当不错的弥补手段。大多数人在大多数时候对老马都会保持宽容态度,这次也不例外。毕竟,马斯克的正面效应远远盖过了他那些狂言妄语。

当然,这背后还有更重要的缘由,马斯克通过释放「SN16超高音速试飞」消息,进一步向FAA、FCC、NASA、GAO、国会等施加影响,从而赢得更多支持。

首先,在此之前SpaceX瞄准「今夏星舰轨道级发射」,已经对现有美国航空航天监管部门造成很大压力和挑战,消极反对与积极支持者同样大有人在。如果这时候SpaceX再提出一项全新测试计划申请,无疑会大大增加审批压力和监管难度,在无从找到驳回申请的情况下,监管部门的最好选择就是顺势而为,该批准就批准。

其次,就是向NASA、GAO、国会传递信心,争取更多支持。4月26日由于Blue Origin和Dynetics向美国政府问责局(GAO)提出抗议,导致NASA叫停与SpaceX签订的价值29亿美元登月大单,包括冻结项目进度、技术磋商、资金配给等。GAO需要在100天之内,最晚8月4日做出裁决,要么驳回两起诉讼,维持NASA原定合同,要么认定合同存在缺陷,重新竞标。

由此可想而知,在GAO做出最终裁决之前,SpaceX最明智的做法就是释放积极信号,提振信心,但就是蓄势不发,不会进行实质性发射,否则即便是常规性测试失败也会造成很大负面影响,被别有用心者拿来放大、诋毁。

所以,接下来我们会看到,8月4日之前,SpaceX很可能不会进行更大规模的试飞,包括SN16超高音速飞行、星舰系统首次轨道级发射。

这就是SpaceX时时刻刻都要面对的现实,前台挑战极度复杂的航天工程,幕后涉足同样复杂的社会操作。在挑战不可能的同时,还要达到不可能实现的目标。

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