SpaceX全尺寸星艦雛形首現，馬斯克預告今夏解讀
X代表著無限可能，至少對SpaceX來說，追求的就是這個。
一邊部署全球最大互聯網星座——星鏈Starlink，一邊打造下一代宇宙飛船——星艦Starship，同時同步，都是改變世界、改變未來的大動作。
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最近幾天，美國德州南端博卡奇卡SpaceX測試基地，突然冒出新動向——
傳說中的首款全尺寸星艦飛船Starship終於雛形顯現，頗有顛覆感的全不鏽鋼外殼，飛船上半段正在拼裝焊接，整裝組合。
熟悉星艦結構的人，不難看出：這便是SpaceX下一代飛船星艦外殼。
儘管遠沒有渲染圖那般光滑完美，不過這只是個半成品，等待外殼全部拼裝後，經過表面拋光、美容處理，到時候就會看起來很有科幻感。
要知道，有關SpaceX秘密打造全尺寸星艦的消息，一直都是江湖傳說。
今年4月初，作為星艦第一代原型飛船，跳蟲首次進行繫繩跳躍時，這個消息便不脛而走。
短短一個月後，全尺寸星艦原型飛船真的橫空出世了——這就是SpaceX風格，自帶X基因，無窮動能，無限可能。
儘管這只是一艘原型飛船，卻是全尺寸的，而且要準備進行軌道級飛行。
根據可靠信源稱，今年內打造完成星艦全尺寸飛船，明年進行軌道級首次試飛。
就在5月11日，馬斯克與粉絲互動時披露：有關下一代星艦飛船、超重鷹火箭的研發動態，他將親自上陣，做一次演講公開說明，可能就在6月20日。
一連串問題來了——
星艦跳蟲與全尺寸星艦原型飛船是啥關係？
兩者到底有啥區別？
它們跟未來版星艦又是啥關係？
為啥馬斯克敢棄用碳纖維，轉而採用全不鏽鋼作為飛船外殼？
……
- 星艦跳蟲與星艦全尺寸原型飛船是啥關係，有啥不同？
簡單來說，Starhopper星艦跳蟲（簡稱星蟲/跳蟲）屬於星艦第一款原型飛船，星艦全尺寸原型飛船，屬於星艦第二款原型飛船。
Hopper跳蟲
最初SpaceX研發原型回收火箭，昵稱Grasshopper蚱蜢，按照命名習慣，Starship星艦第一代原型飛船，因此昵稱為Hopper跳蟲，也有稱為Starhopper星蟲。
2018年9月最早開建跳蟲，年底雛型顯現，矗立在SpaceX德州南端測試基地。
2019年初遭遇一場強風，導致飛船傾倒，頭錐受損嚴重。
後來改頭換面，棄用原來頭錐，改成簡化版頭罩。
按照馬斯克原話，並不會影響跳蟲測試任務。
跳蟲原計劃設計裝配3台猛禽發動機，因更換頭錐，體重減輕很多，實際只裝配1台。
今年4月份進行過多次點火測試（也被稱為繫繩跳躍），場面驚人，效果也不錯。
儘管第二代星艦（全尺寸原型飛船）正在建造中，但第一代（跳蟲）顯然也沒有立馬廢棄。因為很多技術指標還需要它進行測試。
星艦全尺寸原型飛船
高55米，直徑9米，7台猛禽發動機，內裝推進劑艙、推進器系統、航空電子設備等。全不鏽鋼外殼，錚明瓦亮，足夠科幻。貌似1947年科幻小說《全體登上月球!》里的宇宙飛船。
星艦飛船設計跟之前BFS大獵鷹飛船的最大不同：前後各增加一組驅動鰭，一對前鰭+三個尾鰭，尾鰭既是驅動鰭，也是著陸架。飛船腹部大面積增加隔熱層，為了能更好適應地球、月球、火星等多種著陸飛行。當然，星艦全尺寸原型飛船隻會進行軌道級試飛。
現在梳理一下，跳蟲與全尺寸原型飛船主要不同點：
- 尺寸不同——星艦全尺寸原型飛船：高55米，直徑9米；跳蟲高39米，直徑9米，身高只是前者的70%，明顯矮一截。
- 配置明顯不同——星艦跳蟲最多裝配三台猛禽發動機（目前只裝配過一台，點火測試）；星艦全尺寸原型飛船將裝配7台猛禽發動機。
順便說一下，猛禽發動機Raptor engine：作為SpaceX下一代火箭發動機，採用低溫液態甲烷/液氧作為推進劑，而非獵鷹9號火箭目前使用的煤油/液氧。設計壽命、效率、復用性都比梅林發動機有大幅提升，最大推力是後者兩倍多，高達2000千牛，相當於200噸。
甚至關鍵指標超過俄羅斯頂級發動機：猛禽發動機燃燒室壓力高達268.9巴（每平方厘米近274.2千克力），已超越俄羅斯發動機RD-180峰值（257.5巴，即每平方厘米261.7千克力）。
- 外殼薄厚不同——雖說兩者都採用301全不鏽鋼，但全尺寸星艦比跳蟲外殼薄了2/3。從而顯著提升推重比TWR（推力與重量之比，重要航天技術性能指標）。
- SpaceX為啥棄用最主流的碳纖維航天材料，轉而選擇全不鏽鋼？
在馬斯克看來，這種所謂的「反直覺選擇」，恰恰是經過深思熟慮、反覆驗證的——兩者比較起來，301全不鏽鋼優勢很突出，碳纖維劣勢很明顯：
①碳纖維材料每公斤135美元，301不鏽鋼只要3美元，價格顯然差異很大。這對於成本管控管到骨頭裡的SpaceX來說，不言而喻。
②採用碳纖維材料製造外殼，報廢率高達35%，相當於每公斤增到200美元，很顯然太浪費。
③採用不鏽鋼外殼，看起來好像又重又笨，但事實上更輕。相同質量下，不鏽鋼外殼在低溫條件下強度會提高50%。相反，要想達到相同強度，碳纖維外殼就得增厚很多。而太空超低溫環境又是考驗宇宙飛船的關鍵所在。
④碳纖維熔點性差，內含高強度樹脂溶點低，讓這種航天材料只能承受200°C極限，而全不鏽鋼承受溫度高達800°C以上。這是宇宙飛船再入大氣層時必須經得起的高溫考驗，採用不鏽鋼外殼+六角形隔熱層，這正是SpaceX星艦飛船的硬核技術。
⑤碳纖維延展韌性差，添加鉻鎳的不鏽鋼則會增加12～18%延展性，比碳纖維堅固得多。對於往返穿梭於超高溫、超低溫的飛船來說，延展韌性顯然非常重要。
- 星艦跳蟲、星艦全尺寸原型飛船，跟未來版星艦又是啥關係？
星艦跳蟲屬於第一代星艦原型飛船，全尺寸版屬於第二代星艦原型飛船。
只有原型不斷迭代，才會有未來：星艦跳蟲，星艦全尺寸原型飛船，全尺寸星艦，未來版星艦——才會實現SpaceX使命：成為跨星際文明先驅者。
為了能夠打造出未來版星艦，眼下必須造好跳蟲、全尺寸原型飛船。貌似再科幻的太空神物，也都是一步步開發出來的。
簡單梳理一下，SpaceX箭船開發時間表：
2011年，公布重鷹開發計劃，2018年2月實現首飛
2016年之前，箭船系統被稱為火星殖民運輸系統MCT
2016年9月，變成星際運輸系統ITS
2017年7月，改成大獵鷹BFR
2018年11月5日，提出迷你版BFR
2018年11月20日，更名BFR，推出超重鷹火箭+星艦組合
2019年1月，建成星艦第一代原型：跳蟲
2019年4月，跳蟲點火測試，繫繩跳躍
2019年5月，星艦全尺寸原型飛船雛型顯現，年內建成
2020年，計劃星艦全尺寸原型飛船首次軌道級試飛
2022年，計劃超重箭+星艦貨運飛船首飛火星
2024年，計劃超重箭+星艦首次載人飛往火星
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