今天龍哥的星艦又射了，這次，第一級超重型推進器的33台猛禽2發動機，全部點火成功，並且在空中完成了二級星艦的熱啟動，最終把星艦送到145公里的高度，超越卡門線進入太空，但是未能進入預定軌道。
與4月的發射只飛到30公里相比，可謂進步巨大。
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每次SpaceX進行重大發射，總會成為航天愛好者的狂歡，但與此同時，我也發現，會有另外兩波朋友：一波擱那美利堅天下無敵，一波則表現出煩躁焦慮甚至狂怒的情緒，各種找機會把龍哥乃至SpaceX批判一番。反正就是，大家都能贏，構成了和諧社會的大好局面。
在一般的事件上，我會認為這兩波朋友只是在隨便借用一個由頭來說一些車軲轆話，但是SpaceX還真有點不一樣。
因為如果星艦成功發射，不僅僅意味着人類距離成為太空文明甚至最終殖民火星更近了一步，也意味着，在繼美蘇爭霸之後的又一次太空競賽當中，我們跟美國的差距實實在在地被拉大了。
這事兒的輸贏已經遠超嘴炮的層次。
星艦第一級超重型推進器高達70米，第二級星艦飛船高達50米，整體高度大約120米，比執行載人登月任務的前世界最大火箭土星五號高了10米，碾壓中國現行最大火箭長征5號，以及SpaceX正在運營的獵鷹九號；
星艦的第一級包含33台推力230噸猛禽-2發動機，總推力7590噸，起飛重量超過5000噸，
總推力是土星五號3408噸的兩倍多，獵鷹九號的8倍多，長征5B的7倍多；在重複使用的情況下，星艦能送150噸貨物到近地軌道，100噸貨物到月球或者火星，都超過了只能用一次不用為返程留燃料的土星五號，是獵鷹9號和長征5B的6倍左右。
這意味着隨着星艦的疊代成熟，勢必進一步大幅提升SpaceX太空運力，降低運輸成本。
02
而目前的局面是怎麼樣的呢？
今年到目前為止，全世界總共進行了187次火箭發射，其中中國的各個機構加起來射了53發，而SpaceX一家就射了85發，除了兩次星艦發射之外，全部成功，SpaceX現在近地軌道每公斤運費已經不到一萬人民幣，是中國對應運費的大約20分之一，重要的事情再說一遍，
我們現在的發射成本是SpaceX的20倍。
如果說美蘇的太空爭霸，表面上是在展示國力，實際是圍繞軍事競爭，是在提醒全球，自己的遠程打擊能力和無死角偵查能力，那在洲際導彈和遙感衛星早已成熟的今天，這次太空爭霸的主題又是什麼呢？
今年8月29日，在美國商務部長雷蒙多訪華期間，華為突然發佈了新款旗艦手機Mate60pro，它最特別的功能就是能撥打衛星電話，關鍵時刻在荒郊野嶺能救命，如果你是個大人物，並且你懷疑有人會通過運營商竊聽你的話，它也提供了一種保底的選項。
緊接着，10月11日，SpaceX星鏈的官方網站搞了個大新聞，決定推出手機直連星鏈的業務，預計2024年實現短訊發送，2025年實現語音通話和上網，未來甚至會實現物聯網，就是說你家電飯煲和自動貓廁所也能連星鏈。更絕的是，它這項業務不需要你去買一個特別的手機，只要手機支持4G就可以。
隨後在11月3日，龍哥在推特上宣佈，他的星鏈項目已經實現了盈虧平衡。雖然這件事兒業內半年前就大概推算出來了，今年SpaceX的發射衛星加地面運營的成本大約是24億美元，他賣鍋蓋給150萬用戶加收月租，也能大概收到這個數。但確認到這個消息，依舊讓我這個郭楠感到震驚，居然有那麼多人有在荒郊野嶺上網的需求，這屬實超過了我的想像。
再加上眾所周知的，星鏈在俄烏戰場上，對於失去地面網絡的烏克蘭軍隊，所提供的強大支持。
這清晰得不能再清晰了，人類正在進入星座互聯網時代。
從2G轉型到數字網絡開始，我們的流動網絡一直被稱為蜂窩網絡，意思是通過基站組成一個蜂窩狀的結構來覆蓋大片的區域。
但是這種覆蓋始終是有限的，成本很高，再加上因為越高頻率的電磁波在承載信息更強的同時，繞射能力會更弱，隨着流動網絡從2G到3G4G5G的疊代，基站越造越密，成本越來越高。不管國家基建投資多大，這都是個無底洞，蜂窩網絡永遠只能覆蓋人口稠密的區域。
所以好消息是，一旦用衛星網絡對地面進行覆蓋，任何地點任何時間，無死角連接互聯網的時代終於要到來了。
驢友，露營愛好者，房車愛好者，越野愛好者，天文愛好者，生物攝影愛好者，無人機愛好者，海員，飛行員全部狂喜。
但是壞消息是，根據香農定理，信道理論上的最高傳輸速率，跟頻帶寬度以及信噪比正相關，為了提升信噪比也就是提升信號強度，星座互聯網的衛星只能使用近地軌道。
而近地軌道的空間是有限的。
如果衛星放得太密，一旦一顆衛星發生爆炸，有可能引發連鎖反應，導致整個近地軌道被衛星碎片封鎖，有人估計，整個地球近地軌道大約只能容納6萬顆衛星。
而互聯網通信衛星，相對於之前的科研衛星，導航衛星，遙感衛星，最顯著的特點就是它很多，因為數據傳輸量太大，光是一個星鏈計劃，全部發射完之後就要佔4萬顆的額度，
截止目前SpaceX已經發射了5400多顆。
更麻煩的是，衛星在天上，你是無法核查它到底有什麼功能的。星鏈說是通信衛星，但是SpaceX跟美國國防部是有一個做星盾的偵查衛星項目的，到時候4萬顆偵查衛星無死角覆蓋全球是完全可以做到的。以前的偵查衛星只會重點搜集關鍵設施的數據，因為圖片太多了也看不過來，但隨着AI革命的發生，這已經不成問題，於是對於目標的鎖定可以精確到一輛坦克一架飛機甚至到一個人。
小K，武德充沛，危險等級高，重點消滅；
小M，沉迷原神，危險等級0，忽略。
這就很難受了。
03
所以我們要怎麼跟一個發射成本只有我們二十分之一，並且還在不斷疊代降低的單位，去爭奪這個近地軌道的空間呢？
唯有開發我們自己的可回收火箭，運力提上去，成本降下來，除此之外沒有別的辦法。
今年11月2日，有一家叫做星際榮耀的民營火箭公司，在酒泉衛星發射中心，進行了雙曲線二號火箭的第一級回收實驗，取得了圓滿成功，這是到目前為止中國可回收火箭的最前沿的進展。
這個進度大概是什麼個水平呢？為了清這一點，我們不妨回顧一下SpaceX的可回收火箭研發歷程。
如果你不是一個深度的航天愛好者的話，相信你會對SpaceX的火箭有這麼一個印象，就是它老炸。我這兩天寫這個稿子的時候問了一些，平時不關心航天的親戚朋友，大家對這個問題最常見的理解是，馬斯克是個私企要賺錢的嘛，所以火箭為了成本考慮，偷工減料，然後在那兒亂槍打鳥拼概率。
如果是這樣的話，那說明他的火箭沒啥技術含量，我們只要稍微改改設計簡配一下，運費也能下來，那問題就不大了。
可惜這並不是事實。
每一個型號的火箭在研發階段都是會炸，發動機地面試車可能會炸，艦體做壓力測試可能會炸，組裝完發射可能會炸，這些對於全世界的火箭來說都是一樣的，不然你所有的意外情況都提前知道，你是穿越回來的嗎。
SpaceX的火箭奇怪的地方在於，某個型號的火箭明明已經成功發射過了，但它還是經常會炸。這一點跟別家的火箭都不同，在一般的火箭研發管理流程當中，只要一個型號的火箭發射成功，就會定型下來，不會再改了。
因為火箭是幹什麼的，不就是送一個特定重量的東西到特定的軌道嗎，而所謂發射成功是什麼意思，就是把一個特定重量的東西送到特定的軌道啊。既然都已經做到了，那你還改什麼？後續任何的改動除了增加不必要的風險因素之外，沒有任何的好處。
但是SpaceX的火箭從一開始的研發目標就不一樣，馬斯克要把人類變成太空文明，要殖民火星，更確切的說，要用性價比把全世界的火箭發射機構都卷死自己數小錢錢，他要把火箭運輸的成本降到一個令人髮指的程度，最終目標是十美元一公斤。
因此他並不會因為發射成功，就停止疊代開發。
目前在提供人類最強太空運力的獵鷹9號火箭，它的第一次成功發射是在2010年的6月，一般這時候就該定型了，但是它直到2015年12月，它才第一次實現火箭第一級的回收，中間做了9次回收的嘗試全炸了。先是嘗試用降落傘回收第一級，失敗，然後嘗試在再入大氣層時，進行一次非常壯觀的二次點火減速，受控返回到一定的範圍，然後再嘗試陸地和海上回收。雖然這個故事已經被講了太多次了，但我每次看到獵鷹九的回收畫面，依舊覺得激動人心，這也行嗎。
但你以為完成回收就結束了嗎？按這個標準的話，穿梭機不是也能回收再用嗎？但穿梭機發射135次炸了兩次，總共造了5架炸了兩架，炸死14名太空人，其中1986年挑戰者號穿梭機事故，載了一個高中老師準備去給大家上課，結果給大家結結實實地上了一課。平均每次發射成本超過4.5億美元，每公斤運輸成本超過5萬美元，被認為是最昂貴最不安全的航天器。
區別在什麼地方呢？
區別在於穿梭機每次回收之後的，翻新整備太過複雜，需要65萬個小時的工作量，而且極其容易出現失誤，而SpaceX的目標是要最終做到回收裝填燃料之後馬上再射。
因此在2015年12月12日首次完成回收之後，獵鷹9號又做出了大量的疊代，包括，升級了梅林發動機的渦輪泵，因為基於對之前回收的火箭發動機的檢查，他們發現這個部分會產生細微的裂痕；把艦體上用來控制方向的柵格翼，從鋁合金升級到了更耐熱的鈦合金；在艦體上增加了一層隔熱鍍膜；在發動機位置增加了一層液冷隔熱板；把起落架改成了可收起的；升級了燃料罐的氦液冷管道等等等等。直到2018年的5月11日，獵鷹9block5的發射，才真正意義上實現可回收，這中間又炸了四發。
到現在復用次數最多的一發獵鷹九火箭，已經發射了18次，在2023年的83次發射中，只用了四枚新的獵鷹9火箭，據估算一台獵鷹9可以重複發射100次。
而為了最終實現回收之後立即發射，SpaceX還在對火箭進行更加根本性的改革，比如星艦目前用的發動機叫做猛禽2，猛禽系列發動機相對獵鷹9使用的梅林系列發動機，最顯著的區別是，從液氧煤油燃料改成了液氧甲烷燃料。因為煤油燃燒之後不可避免地會積碳，導致每次復飛前要把發動機拆了清洗，非常的蛋疼，是目前獵鷹火箭復飛整備最費時費力的環節，而甲烷也就是天然氣是非常乾淨的燃料，會從根本上解決這個問題。
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你以為射得快就結束了嗎？遠遠不是，我們還要射得多！
因為火箭改為可回收之後，勢必要留下一部分燃料用於再入大氣層的減速點火，以及最終剎車的點火，這會佔去我們本來就不多的用於運貨的載荷，你雖然射得快但是小小的很可愛，這並不理想。
為了讓一架可回收火箭擁有不輸甚至超越傳統火箭的載荷，我們需要研發推重比更大的發動機。
火箭的體積有限，要儲存儘可能多的燃料和氧化劑，就必須把它們冷卻成液體，氧氣的沸點是零下183度，甲烷的沸點是零下161度，但是兩種低溫液體在燃燒室中沒有辦法極致充分地混合，限制了燃燒效率，也就限制了推力。
而猛禽2採用了一種前所未有的結構，讓液體甲烷和液氧在進入主燃燒室之前，就先在兩個小燃燒室里略微混合點燃，受熱轉化成氣體，再高速沖入燃燒室進行混合，把燃燒效率提升到了驚人的99%。
在研發過程中，炸掉了至少50台發動機。
星艦搭載的39台猛禽2發動機，單台推力230噸，遠遠大於前代猛禽1的185噸，也大穿梭機RS25發動機的190噸。而猛禽2自重僅為1600公斤，RS25的自重達到了3200公斤。
就這還是不夠，馬斯克在達到效果目標之後，下一個目標就是簡化生產流程，最終實現大規模自動化生產，極致提升產量、壓縮成本。
甚至不需要了解發動機的結構，僅憑肉眼就能看出猛禽2比猛禽1簡化了多少。在去年這個時候，SpaceX就已經可以做到一天生產一台猛禽發動機。
再比如獵鷹重型火箭除了艦體本身之外，還有兩個助推火箭，這種設計並不特別，但是這兩個助推火箭怎麼看着這麼眼熟呢？因為它兩跟火箭本體的第一級是一樣的。能用一條生產線解決的問題，為什麼要多開一條生產線呢？
這種建立在極致目標上的快速疊代研發方式絕對不是粗製濫造，要讓這種研發方式成立，首先是要保證每一架火箭擁有極高的一致性，不然這架炸完好不容易找出問題做完改進，下一架又在別的地方炸了，這到處漏風就沒法玩了。其次他們得有快速準確定位問題的能力，以便極致化疊代速度，星艦的兩次試射之間，雖然只隔了7個月，還被FAA攔了一段時間，但他們快速進行了超過1000項的改進，背後就是先進的傳感器，數據鏈和數字孿生技術得支持了。
這很難，但一旦這個研發流程跑通，一段時間之後你的火箭不僅會是世界上最高效的，最省錢的，也將會是最安全的，到目前為止獵鷹9block5的223次發射，失敗率是0。
所以我們也就明白了，為什麼他們有時候爆炸了之後還會鼓掌。因為確實實打實的進步了呀。我上次只能飛100米，這次能飛到30公里了，而且我知道很快就能檢查出問題在那裏，下一發只會比這發更好，這鼓掌不是很自然的嗎？
那麼如果我們要贏得這一次的太空爭霸，我們也需要重複這個疊代式開發的過程啊。
也就是說，在接下來的幾年，你我將會看到，中國企業的火箭，也在那裏不停地炸。先是在試車台上炸，然後嘗試將貨物送到預定軌道，炸，然後嘗試在返回過程中點火減速，受控落到指定位置，炸，然後嘗試降落，炸，再嘗試，再炸，直到成功，然後再繼續疊代，繼續爆炸，直到在發射成本上逼近甚至超過獵鷹9號的水平。
而這個過程具體是幾年呢？
中國星網在2020年9月的時候，向ITU申報了兩個低軌衛星星座，總計12992顆衛星，需要在7年內完成發射不然就得拱手讓出，假設我們每發火箭可以帶30顆衛星，那麼需要433發才能發完。按照一些業內專家的估算，這些火箭的量產和發射，至少需要兩年的時間。
因此我們最晚需要在2025年9月，獲得成熟量產的可回收火箭技術，距離現在還有不到兩年。
留給中國隊的時間不多了！
結語
這毫無疑問是個巨大的挑戰，雖然我們不用擔心中國的基礎工業能力或者參與競爭的決心，但是這個時間也屬實是太緊了一點，之前有個老航天擱那研發可回收火箭不值，真的是有點耽誤事啊。
但同時這也是巨大的機會，因為如果哪家中國企業真搞定了可回收火箭，那第一波的訂單至少就是一萬顆衛星的發射啊，而且通信衛星大約只能用5年，一個一萬顆衛星的星座對應到的就是每年2000顆的補星需求，這不是直接上天了嘛。
所以我也在仔細研究這個事情。接下來找了一些業內的朋友，準備去多圍觀一些發射，把這個事兒好好盤一盤。
當然，我想即便我們對於中國速度有信心，也不應該忘記一個更加根本的問題。就是顛覆式在創新再一次在美國，在西方發生了，我們再一次成為了追趕者，這不符合我們的身份啊。
下一次，要如何讓它在中國發生呢？
