在空中爆炸的星舰,为何赢得全程掌声

博雅小学堂给孩子受益终生的人文底色

文

汪诘

知名科普作家博雅科技新闻导师

马斯克的火箭发射失败，为什么人们也依然欢呼、喝彩？因为，只有星舰，才是真正意义上人类离开摇篮的太空飞船。上次博雅科技周刊为孩子们科普了星舰的创新点，今天汪诘老师特别加更，为孩子们梳理火箭成功发射的7个难关，以及当我们为星舰欢呼时，是在表达人类怎样的深切渴望？

火箭之父齐奥尔科夫斯基曾经说：地球是人类的摇篮，人类总有一天要离开摇篮。

日本科幻作家田中芳树也留下过一句类似的名言：我们的征途是星辰大海。

几十年以来，这两句话激励了无数人投身征服太空的航天事业。而更多像我一样的普通人没机会亲身参与航天事业，但他们发自内心地愿意为航天英雄们鼓掌、喝彩。

北京时间4月20日晚上9点33分左右，在万众瞩目中，美国太空探索公司的星舰发射升空。就好像一幢40层的摩天大楼拔地而起，一飞冲天，场面极其震撼。四分多钟后，这个有史以来最庞大的脱离地表的人造物体，在距离地面39公里的空中翻滚爆炸，就像一朵超级焰火在高空绽放，煞是好看！每个观看直播的人都清楚，这次发射，失败了！

但是，令很多人看不懂的是，即便是在星舰爆炸的时候，发射现场传来的欢呼声和掌声不但没有停止，反而更加热烈。就好像那些亲临发射现场的人看到的跟我们在屏幕上看到的不是同一个画面一样，难道他们看到的是发射成功，而我们看到的是发射失败吗？当然不是，每个人看到的画面都一样，只是，只有你对星舰的前世今生足够了解，才能理解为什么即便它爆炸了，人们也依然欢呼、喝彩。

因为，只有星舰，才是真正意义上人类离开摇篮的太空飞船。而它的第一次试飞，已经取得了好几项重要的成功。就好像一个射击运动员拿到了一把新枪，他不会期望第一枪就可以正中靶心，第一枪只要不脱靶就是成功。而这次星舰发射，就好像第一枪就打了个5环，成绩已经相当不错。

你可能会有些奇怪，人类不是早在年就登月成功了吗？你怎么却说星舰才是人类离开摇篮的太空飞船，50多年前的阿波罗号登月飞船难道不算吗？

因为，在我看来，阿波罗飞船只是一次举国之力的华丽表演。就好像一个奥运冠军经过十多年的艰苦训练，再加上远高于常人的天赋，终于跳过了9米宽的断崖。但我们不能因此宣称，那条断崖再也不是阻挡人类的天堑了。对于54年前的那次登月，有一个特别生动的比喻，它就好像人类坐着洗衣机横渡太平洋一样。阿波罗登月飞船不可能成为人类进入太空的常规交通工具，因为，它实在太贵了，送一个人进入太空的平均成本是几亿美元。

而星舰的目标，是把一个人送到月球的成本降低到几万美元。所以，星舰要用廉价的不锈钢来制造外壳，还要把自己造得像40层的摩天大楼那么大，并且火箭还要回收再利用。它的燃料是甲烷，就是我们家里烧饭用的天然气的主要成分。所有的材料听上去都很Low，是的，正是因为这样，它才能把船票降低到普通人有可能承受的范围内。

星舰要想取得最终的成功，必须要经过7道难关。这就好像一个孩子玩垒积木的游戏，他的最终目标是把7块积木一块接一块地垒起来不倒掉。第一次不管能垒起几块，都是在为下一次垒得更高积累经验。

星舰的7道难关分别是：

第一关：从发射台顺利升空。星舰的直径9米，高度米，我希望你能想象出这样一个圆柱体的真实大小。如果有机会走到星舰的跟前，我想任何一个人都会惊叹于它的巨大。要将如此巨大的一幢摩天大楼般的火箭推离地面，这本身就是一个奇迹。

第二关：冲破最大阻力点。火箭刚发射升空时，因为速度在加快，所以空气阻力会越来越大。但同时，随着高度的增加，空气也越来越稀薄，这又会减小空气阻力。于是，会在某个临界点，尽管火箭的速度依然在提高，但空气阻力却达到最大，之后就逐渐减小。而星舰大约会在升空后的55秒达到最大阻力点，也就意味着达到了对箭体结构强度要求最高的点。如果在这个点火箭没有解体，说明火箭的结构强度够了。

猎鹰九号

第三关：一级和二级火箭正常分离。星舰的设计目标是在起飞后的2分52秒时，一、二级火箭分离。大家千万不要以为火箭分离好像很简单，其实非常复杂。一级火箭要在准确地时间熄火，二级火箭则要准确点火，这中间涉及极其复杂的控制系统，很难。

第四关：二级火箭速度突破第一宇宙速度，正式挣脱地球引力的束缚，成为一颗人造地球卫星。

第五关：一级火箭顺利回收降落。这也是星舰想要成功的关键，因为一级火箭的回收再利用是星舰降低成本的关键。

第六关：二级火箭返回大气层不被烧毁。星舰的结构是二级结构，一级火箭也叫做重型推进器，二级火箭既是火箭，也是太空飞船，合二为一。星舰其实指的就是这个二级火箭，当它以极高的速度再次返回大气层时，必须要承受极高的温度。当年哥伦比亚号航天飞机就是在返回大气层时被烧毁的，这一关是一个大难关。

第七关：二级火箭安全降落地面。火箭稳稳地降落地面绝不是一件易事，尽管太空探索公司的火箭在回收降落上已经有了很成熟的猎鹰9号火箭，但星舰的火箭要比猎鹰9号大得多，回收降落的困难也会大得多。

正是因为星舰有这样7道考验，所以，太空探索公司会说，我们第一次发射，只要星舰能顺利离开发射台，离开地表不爆炸，就是成功。正因为这个原因，4月20日晚上星舰点火起飞的时候，我们可以听到那么热烈的欢呼和鼓掌声。

星舰第一次试飞没有在发射台上趴窝或者爆炸，很顺利地升空，不过，据说火箭点火的威力还是有点超出设计人员的想象，喷出的巨大火焰把很远处的储能罐和星舰的一台原型机都给弄坏了，当然，这不算什么大问题。

星舰顺利地通过了最大阻力点，没有受损。不过，一级火箭中有几台发动机没有正常工作，导致飞到最大阻力点的用时比原计划更长。

星舰失败在第三关上，就是一、二级火箭的顺利分离，这也是这次发射最大的试验目标，但很遗憾，这个目标没有实现。原因是二级火箭没有按照预订计划点火成功，因此一、二级火箭不具备分离条件，所以就没有分离，地面操控人员手动接管了火箭的姿态控制。起飞大约3分钟之后，火箭在空中翻跟头，然后爆炸，实际上都是操作人员的有意为之。

讲到这里，我想你大概能理解了，为什么星舰从起飞到最后的爆炸，一直被热烈的欢呼声和掌声所包围。因为去现场观礼的人，大多数都是星舰的资深粉丝，他们当然都懂我上面说的那些道理，所以，他们的掌声和欢呼声也就不难理解了。

我在4月20日晚上也看了直播，内心激动，久久不能平复。

自从人类开展航天活动开始，就不断地有人质疑，地上的事情都还没搞明白呢，干嘛要去管天上的事情？那意思是说，世界上还有那么多的处在温饱线以下的贫困人口，我们为什么不把这些用来航天探索的钱拿去救济饥民，而要把那么多的钱都烧在火箭发动机的喷口上，以及一次次的爆炸中呢？

对于这个问题，几十年来，包括美国宇航局的局长在内的众多科学家，都给出过精彩的回答。那些回答当然很好，足以说明人类的航天探索活动对现实的意义。但我想说的是：即便没有任何现实意义，人类也不会停止征服太空的壮举。因为，无数人的内心都把飞出地球看得很重要，或许，人类之所以会产生这样的想法，那是因为，我们原本就来自太空，在我们的基因中已经被写入了回家的片段。

或许在我们的有生之年，又将经历第二次大航海时代，而这次的目标是月球和火星。离开地球摇篮，冲向浩瀚的宇宙，或许就是人类在遵从内心的召唤。

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