自爆的星舰：没有失败就没有创新，在爆炸中迭代，星舰背后的思维与环境差异
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不同的思维、不同的环境、全人类的星辰大海
爆炸
昨天的新闻焦点，马斯克的星舰系统试射（Test Flight）发射了，
然而在挺过Max-Q（Maximum dynamic pressure，最大动压点）后，一二级分离失败，
经过多次姿态调整后，最终激活FTS（Flight Abort System，飞行中止系统)，星舰系统爆炸（RUD，Rapid Unscheduled Disassembly，快速非计划的解体） 。
关于星舰
星舰系统包括两个主要部分：
助推器的超级重型运载火箭（Super Heavy）和本体的星舰(Starship)。
本次星舰测试的组合是B7 和SN24组合。
这个是星舰此次发射任务的Logo，正上方是本体的星舰(Starship)，中间是助推器的Super Heavy，两侧是被称为筷子（Robot Chopsticks）的捕获机械臂，
最下方的是绿色的四叶草，意指幸运，毕竟此次发射马斯克自己都说了成功率不到50%。
星舰系统组合后高度超过发射阿波罗飞船登月的土星5号，
也超过NASA登月用的SLS（Space Launch System）。
星舰的研发，是用快速迭代的方法，快速研发、快速建造、快速试飞、快速修改（炸了也不要紧）。
这种快速迭代的结果，就是使得星舰系统的发展速度远远超过正常的航天器发展。
比如以星舰本体(Starship)为例，从2016到2023，从气动外形到舰体材料都全部改变了。
而助推器（Super Heavy）也是经历了多次的更改，
本着更省钱更能快速生产的原则，助推器材料从高大上的复合材料，改成更重更便宜的不锈钢。
——复合材料（比如碳纤维）每公斤150-200美元，不锈钢每公斤3美元，更不用提复合材料的生产周期远远大于不锈钢。
而且，为了省钱，原本设计为可以折叠的栅格翼面(Grid fin)，也直接做成固定式的（Falcon 9火箭上栅格翼是可折叠的，起飞时折叠，降落时打开）。
注意Super Heavy的栅格翼不是常见的十字对称的，而是X型的。
不走寻常路的发射
此次发射，星舰是以90%的推力起飞，而不是以传统的全功率的推力起飞。
同时，发射是直接架在简易的混凝石基座的发射架上起飞的，没有传统意义上的发射基座的导流槽引流，更没有什么洒水降温。
在发射时的巨大推力冲击下，混凝石地面算是直接被吹崩，可谓是“飞沙走石”，“烟尘滚滚”。
没有导流槽设计的发射台，引发的混凝土飞溅的问题，可能是导致星舰一起飞就有3台发动机不工作的原因。
这是直播时发动机的示意图，一起飞就挂了外圈的2个，最内圈的一个。
然后在后续的飞行中，一共有6个发动机不工作。
下面这张图也可以看得出来，
星舰的这个无导流槽的设计，我是真心有点佩服…
我们知道，即使是Falcon 9火箭的发射，也是老老实实走传统的【有导流槽+洒水降温的发射台】。
在火箭发射的时候，高温高压燃气向下并通过导流槽向两侧引流，同时水塔装载的巨量喷水喷出，来降低火箭时对发射台的高温高压。
为了达到最省成本与快速发射，星舰系统是直接架在几个混凝土的柱子上（唯一的区别只是柱子更高更大了一点），下面只有混凝土地面。
真实发射与之前的助推器地面静态点火还是差别很大的。
只能说马斯克心真是大。
发射前后的问题
在发射前倒记时26秒（T-26s）时，出现过一次出错，
然后应该是修复了，所以再次进行倒计时，重新跳回到T-40s的状态再开始。
这个出错估计也是与上次推迟发射一样，在【过冷低温】下出现节流阀问题。
而后在重启到T-40s后，进入发射程序。
起飞后到T+30s时，发动机外圈出现一个爆燃现象，然后可以观察到火焰变成【富燃】状态。
随后在T+40s时，第4个发动机不工作，
在T+61s时，第5个发动机不工作，
在T+1:19时Max-Q，
在T+1:40时失去第6个发动机，
在T+1:56时再次出现爆燃现象，
在T+2:40时本应该助推器发动机关车(cut off)，但没有完全实现，
这时候星舰开始掉速度，从T+2:30时2157KM/H，掉到T+2:56时1743KM/H，在T+3:14时更是掉到1555KM/H，
此后星舰在彻底失败前，还多次努力尝试进行姿态调整自救，包括各种翻斤斗，头朝下倒飞之后尝试扶正，
可以看到液氧（LOX）快要见底了，
——液氧掉的比甲烷（LH4）快许多，这个不正常。
之前出现的爆燃，可能是炸了液氧泵，导致液氧泄露。
由于星舰系统上下级是【冷分离】，
【冷分离】的好处是可以简化助推火箭顶端的设计，不用考虑上面级的发动机高温燃气的影响，坏处是要考虑如何给液体燃料正向的压力，因为液火箭燃料是液态的，在失重环境下，液体燃料不会自动地流向燃料箱底部“喂给”发动机。
星舰系统的设计是：
通过旋转整个舰体，两级间的连接部位先解锁，然后利用星舰和助推火箭之间产生的角动量差，将上下两级分开，接着下面那一级发动机关车制动减速，然后上面那一级再自己点火。
当然，最后，星舰的姿态调整自救没有成功，最终在T+4:00时解体了。
这个解体现在并不清楚是地面给出自爆的指令（因为时间太整数了），还是因为星舰的多次姿态调整导致解体。
如何评价
我给的分数是至少70分以上。
不在原地爆炸，能够正常起飞就值50分，挺过Max-Q再加20分，能够多次姿态调整也应该加分，
最后可惜是没能一二级分离，可惜了。
星舰系统是目前世界上最强火箭，没有之一。
在考虑垂直降落回收的情况下，近地轨道LEO运载能力150吨，在不考虑回收的情况下，更是达到了300吨。
土星5号近地轨道LEO运载能力130吨，
航天飞机近地轨道LEO载荷能力28.8吨，如果将航天飞机本身也算作载荷，那么载荷为112吨，
SLS近地轨道LEO载荷能力95吨，
中国的长征5号，近地轨道LEO载荷能力25吨。
星舰系统的进步，正快速推动整体世界的航天技术的发展，
对于SpaceX的成功与失败，都不应该用极其狭隘的，比如那些小粉红的仇视的眼光来看待。
而应该从人类的【星辰大海】的角度来看，星舰的每一次进步，都是全人类的进步。
容忍失败
传统的航天公司，总是会试图提前预测和预防尽可能多的故障，然后尽可能地进行各种测试，然后将技术路线冻结，
最后不惜用最昂贵的成本来实现【单一的目标】。
而这种目标往往是【国家意志】的体现，
并且需要大量金钱和时间，并极其害怕失败，由此推出的火箭系统可能导致过度设计，最终在商业化上成本居高不下。
这种方式在美苏争霸的时代，举全国之力，集中力量办大事的做法，在不考虑市场因素的情况下，是可以实现的。
而美国比苏联好一点的是，同样是举全国之力，集中力量办大事，
美国的体制还能让这些集中力量办大事产生的技术，通过参与的各个私营企业的技术市场化，将研发成本分摊下去，而由单一目标而产生的技术进步，可以通过各个私营企业的消化与再创新，进而影响到国民的生活质量的改善。
而苏联的体制，则使得这些研发成本只能通过国家层面直接消化，由于缺乏私营企业的市场化，单一目标而研发的技术只能束之高阁。特别是中国航天，由于是典型的【国家意志】的体现，
所以，就特别不能容忍失败。
相反，SpaceX更像是一家硅谷的软件公司，提倡的恰恰是“快速失败，但学得更快”(Fail Fast, Learn Faster)。
SpaceX对于失败的容忍是极其宽容的，从最早的Falcon 1，一连失败了3次，到了第4次才成功。
接下来的Falcon 9也是如此，更不用说在回收时连续多次的失败。
而星舰的的研发更是如此，可以说是一路爆炸过来的。
但正是在这一次次的失败中，SpaceX实现/开创了人类航天的许多第一。
而且这些成就，是在短短十几年内快速实现的。
并且，随着SpaceX的突飞猛进，
——SpaceX一个季度，发射502次太空飞行器，比其他国家地区的总和还要多几倍，连带着美国的发射次数也直接吊打全世界。
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成本与省钱
要省钱，成本低了才有钱赚。
这是最基本最典型的市场化体现。
如果说航天飞机、SLS代表着旧一代的政府管辖下的国营式的航天器研发，
那么星舰则代表着商业化、现代化、私营化、市场化的航天器研发。
SpaceX的一方面在研发上不怕爆炸地快速花钱，一方面在各种地方极致省钱。
为了实现快速占领市场，SpaceX一方面是不怕炸，另一方面是各种节约成本。
用最小的【单次成本】来进行多次的实验来验证创新，用最小的代价来获得尽可能多的经验，
同时尽可能地用更工业化的商用级产品，用更简化的材料或技术，在保证技术指标的同时，降低成本。
以马斯克的说法，【没有失败就没有创新】，花了钱的目的，就是为了将来能够把成本压到最低，进而用最低的成本来吊打甚至碾压对手。
于是SpaceX在爆炸中不断快速迭代进步，
用【创新】来不断降低【成本】。
事实上，SpaceX也确实做到了，它成功地把火箭的单次发射价格与每公斤载荷成本，一路压低了一到2个数量级。
如果再计入因为火箭回收后重复利用而带来的成本减免，相当于SpaceX的每公斤载荷发射成本只有837美元。
——而按马斯克的想法，将来星舰系统最终将把成本再降一个数量级，
达到发射一次成本200万美元，载荷达100吨，算下来成本只有20美元/公斤，和现在的飞机票差不多。
一个完全市场化的企业，会天然地追求最优最低的成本。
在不断追求最优最低的成本过程中，能否实现这个过程，取决于2个因素：
一是企业家的独特，二是大环境的存在。
思维的差异
正如许多人看出来的那样，
SpaceX像是一家硅谷的软件公司，提倡的是“快速失败，但学得更快”(Fail Fast, Learn Faster)。
研发火箭更象一种互联网的风险投资一样，在投入时对失败高度宽容，不搞什么技术路线冻结。
用【试错】的方式来快速寻找技术的方向，用快速建造实体的方式来寻找方案的最优解，用不断迭代的方式来将时间成本压到最低。
这种迭代的速度是如此之快，
以至于2022年还被设计用来执行SpaceX星箭首次轨道级试飞（OTF）的SN20+B4的组合，很快就因为已经“落后”而被弃用，取而代之的是SN24+B7组合。
（SN24+B7组合包括大幅改进的头部储箱，全新的鼻锥设计，辅助系统的新布局，动力方面用上了新的猛禽V2发动机，替换了原来所使用的猛禽V1.0和猛禽V1.5发动机。）
这种大手笔的“弃用”与不断进步的背后，是马斯克的不同于常人的思维方式，
我们所了解到的，在马斯克身上，他追求的不是名利与财富，而是一种使命感。
——强烈的使命感，可贵的好奇心，开放的想象力，坚韧的抗压能力。
他知道如何创造财富，不过，他更关注自己创造财富的目的，以及对全人类的影响。
马斯克所坚持的【第一性原理】本质上就是一种强烈的独立思考能力，一种透过现象看本质，不盲从不从众的思维方式。
它也是一种极端个人的个人主义，或者说是一种极端的个人英雄主义，
它用极其自我的方式消除了现实的“复杂性”，用好奇心与想象力的自由来解决问题，同时强化了以【使命】来引导与支配自己的行为，而不是用“功利”。
而这，本身就是一种价值观。
换句话说，在中国的典型的成长过程中被一步一步扼杀的东西，就是马斯克与SpaceX能够成功的东西。
环境的差异
在典型的中式教育中，
个人首先被抹杀了自由的个性，其次抹杀了好奇心与想象力，最后抹杀了对【使命】的追求。
现在的简中圈，一提到【使命】，大多数的第一反应就是“毒鸡汤”或是“传销鸡血”等等。
正如我这几年一直在讲【价值观】，但在很多华人的脑子里，只有【觅食观】没有【价值观】。
当然，我也不能责怪这些华人的这种思维。
因为，这是一个大环境所造就的问题。
就象马斯克如果不是在美国这个大环境下，基本上就不可能创造出SpaceX这样的公司一样。
需要有一个崇尚个人主义的大环境，
一个保护知识产权的大环境，
一个自由土壤的大环境，
一个对失败宽容的大环境，
一个奖励好奇心与想象力的大环境，
一个对【使命】褒奖而非鄙视的大环境，
一个以实现个人价值为荣的大环境，
一个不需要用金钱与权力才能得到肯定的大环境，
….
没有这样的大环境，就没有SpaceX，就没有马斯克。
反过来，美国之所以是美国，正是因为有这样的大环境。
这也是我一直在说的，美国的地位，不是靠什么美元，不是靠什么美军，而是靠这个自由的大环境。
星舰在爆炸中迭代进步，而有的地方的民众还看不懂为什么，
其实更悲哀的是，有的地方的上层，在星舰起飞成功时不敢直播，一等到星舰自爆了，突然能直播了…
显然，这些所谓的上层，更看不懂为什么…
