SpaceX 星舰首次试飞后,面临清算

SpaceX位于德克萨斯州南部的星舰发射场,在星舰首次飞行造成令人担忧的破坏后,现已成为诉讼的对象

SpaceX rocket seen through small opening of exhaust and debris

4月20日,SpaceX 星舰在位于德克萨斯州布朗斯维尔附近博卡奇卡海滩的星基地航天发射场进行了首次试飞并升空。在飞行约四分钟后,当上面级未能分离时,该航天器被摧毁。

对于火箭发射来说,滚滚火焰和浓烟是典型的景象。然而,被摧毁的发射台和散落在周围湿地上的残骸,绝对不是。

不过话又说回来,4月20日 SpaceX 巨型星舰的试飞——有史以来最大的飞行器——并非典型的火箭发射。人们对星舰的期望非常高,因为 SpaceX 计划利用该系统前所未有的动力和计划中的例行可重复使用性来彻底改变太空飞行本身,同时还早在 2025 年将 NASA 宇航员送上月球。但是,对于这次旨在将星舰送入近地环绕轨道的试飞来说,门槛要低得多:SpaceX 官员表示,仅仅清除发射台就算成功。

星舰在更多方面超出了这个目标。安装在其巨大的 33 个发动机的超重型助推器顶部的星舰,以如此强大的力量清除了发射台,以至于只留下了一个冒烟的弹坑和远及四方的粉碎碎片雨。火箭升空了几分钟,之后,几次过早的发动机关闭以及第一级助推器分离失败导致其失控翻滚。这触发了星舰的自主飞行终止系统,该系统在大约 40 秒的超长延迟后,将这个庞然大物炸开,并将其碎片溅入海洋。


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尽管存在技术故障,但许多航空航天专家认为这次飞行是成功的,因为它为 SpaceX 工程师提供了所有数据,以用于公司“迭代设计”流程,从而快速改进后续硬件。然而,随着烟雾消散,发射的影响变得明显,对于星舰本身和 SpaceX 位于德克萨斯州南部的星基地发射场的影响也变得更加不明朗。意外的场地损坏——以及一项关于允许其发生的许可程序的新诉讼——似乎至少会延迟这艘巨型飞行器未来的飞行任务。

多云,或将下飞行混凝土

观测者对发射扬起的巨大尘云感到震惊。“起初,我没有意识到这是发射台的异常现象——我以为这只是这种火箭的特性,”佛罗里达中央大学的物理学家菲利普·梅茨格说,他曾在 NASA 肯尼迪航天中心从事发射台技术工作。“从发射台升起的灰尘和烟雾量太大了。我从未见过如此巨大的东西。”

烟雾也来自其他来源——主要是发射引发的火灾,根据美国鱼类和野生动物管理局 (FWS) 的一份声明,火灾烧毁了约 3.5 英亩的邻近野生动物保护区。FWS 官员在发射后约 48 小时,在 SpaceX 恢复了附近博卡奇卡海滩的通行权后,对 SpaceX 星基地设施周围地区进行了更广泛的检查,作为检查的一部分,对火灾的后果进行了调查。

然而,火灾似乎是这次发射对环境影响较为有限的事件之一。“发射的影响包括大量大型混凝土块、不锈钢板、金属和其他物体被抛射到数千英尺之外,以及一股粉碎混凝土形成的羽状云,沉积物蔓延到发射场西北方向 6.5 英里处,”该声明报告称。

“实际上看到混凝土,而不是到处都是火箭碎片,这确实有点令人震惊,”海岸弯曲海湾和河口项目(一家致力于保护环绕星基地的河口蚀刻德克萨斯海岸线的非营利组织)的保护生物学家贾斯汀·勒克莱尔说。他说,该地点周围看似荒凉的泥滩是滨鸟的重要栖息地,即使是适度的破坏也可能威胁到它们。

与 FWS 人员一样,勒克莱尔在发射两天后调查了该区域,并表示他特别关注 SpaceX 对外部观察员施加的延迟。尽管他和 FWS 人员在访问期间都没有发现动物尸体,但勒克莱尔表示,整整两天的时间足以让掠食者带走尸体,从而使对损害真实规模的评估变得模糊不清。

碎片简报

每次火箭飞行都会产生一些碎片,但星舰摧毁其发射台产生的惊人数量的碎片令人担忧。“火箭尾气会直接侵蚀混凝土并挖出一个洞。这就像你用喷枪对着冰淇淋,”梅茨格说。在星舰的案例中,发射力非常大,以至于“发射台的每一小部分都被完全炸飞了——这是一场灾难性的失败”。他说,修复损坏并确保它不再发生,不会像倾倒新鲜混凝土那么简单。

关于附近房屋和企业被碎片喷射的报告是梅茨格特别惊讶的一件事。“我很困惑沙子是如何飞到五六英里之外的,”他说,并补充说他现在正在与居民合作测试碎片样本,以更好地了解发生了什么。“沙子不应该从火箭发动机飞那么远。”

自发射以来,SpaceX 创始人埃隆·马斯克在评论中淡化了发射台被毁的严重性,尽管他也表示他没想到发射会完全撕裂发射台。马斯克说,对于星舰的下一次发射,SpaceX 将实施一块水冷钢板,这可能会保护发射台——以及火箭本身——免受损害。这个想法在 4 月份的飞行之前就考虑过了,但为了避免延误而被放弃了。

“我不认为我会冒那个风险,”梅茨格在谈到对如此强大的飞行器使用普通的、未受保护的发射台时说。“情况可能会变得非常糟糕。他们可能会因为喷射物击中飞行器而导致飞行器在发射台上被摧毁。”

迫在眉睫的问题是 SpaceX 何时可能再次尝试发射星舰。尽管发射后引起了轩然大波,但马斯克表示,他相信新的飞行器可能在六到八周内准备好飞行,尽管他的时间表出了名的乐观。SpaceX 拒绝了《大众科学》多次置评请求。

此外,负责确保私营火箭安全的美国联邦航空管理局 (FAA) 已停飞该飞行器——这是发生“事故”时的标准做法。

FAA 网站上的一份声明称,“事故调查旨在进一步提高公共安全。” “它将确定事件的根本原因,并确定运营商必须实施的纠正措施,以避免事件再次发生。” FAA 必须确信“与事故相关的任何系统、流程或程序不会影响公共安全”,星舰才能再次飞行,声明继续说道。

该机构在其声明中指出,总的来说,FAA 事故处理过程通常需要数周到数月不等,具体取决于事件的复杂性。如果 FAA 拒绝 SpaceX 提议的实验性发射台保护系统的水冷钢板,该公司将需要获得陆军工程兵团的许可,才能建造更传统的“火焰槽”来减轻损坏。德克萨斯州的风险评估和环境合规专家埃里克·罗施说,这个过程可能需要长达三年时间,他一直在关注星基地的局势。“风险真的很高,”罗施说。

反对的历史

司法系统现在也参与进来了。5 月 1 日,当地和环保团体起诉 FAA,声称该机构在允许 SpaceX 扩大其位于德克萨斯州南部的星基地站点的运营而未进行完整的环境审查时违反了法律。FAA 拒绝就本文的诉讼发表评论。

自从 SpaceX 宣布计划从星基地(位于格兰德河汇入墨西哥湾附近)发射星舰以来,该计划的反对者就一直在公开抗议。他们说,如此强大的火箭可能会对周围的土地造成难以估量的破坏,威胁到维持该地区生态的候鸟、滨鸟、海龟和豹猫。

当然,该地区的人类居民——他们中的大多数是相对贫困的有色人种——也可能受到威胁。考虑到该地区提出的其他拟议项目,例如两个液化天然气接收站和一条管道,SpaceX 的活动尤其引起了人们的关注。“我们不希望一个社区出现两个爆炸性产业,”塞拉俱乐部的地方组织者丽贝卡·伊诺霍萨说。“这是教科书式的环境种族主义。”

但居民坚持认为,FAA 和地方政府一直迎合 SpaceX,而忽视了他们直言不讳的抱怨。“我认为 FAA 没有进行尽职调查,甚至不屑于倾听,”位于格兰德河谷的社区倡导组织 Voces Unidas RGV 的文化战略家米歇尔·塞拉诺说。“他们只是继续让它发生,即使社区对此提出了如此多的愤怒。”

特别是,反对者指出,SpaceX 规避了对星基地影响的详细审查。最初,该公司将该设施定位为久经考验的猎鹰 9 号火箭的发射场,到目前为止,今年猎鹰 9 号火箭平均每周飞行不止一次,没有出现问题。随着 SpaceX 扩大星基地以进行有史以来最大的火箭的实验性发射,FAA 认为扩张只需要进行环境评估,而不需要进行更全面的环境影响报告书 (EIS)——这一举动引发了现在诉讼所体现的争议。

“在没有 EIS 的情况下,从未建造过大型发射设施,而且他们为猎鹰 9 号火箭准备的 EIS 与他们今天的设施相比是如此不同且规模小得多,以至于它是一个全新的设施,”罗施说。“现有的 EIS 不是一个好的工作框架。它应该是一个完整的 EIS,那样会发现更多东西——但至关重要的是,那会花费更多时间。”

尽管星舰的首次试飞避免了最坏的情况——火箭在发射台上爆炸——但上个月的发射将残骸抛到了 SpaceX 在其 FAA 文件中概述的碎片场范围之外,作为对最坏情况造成的损害的估计。

罗施认为,这种差异是一个主要的危险信号,表明监管过程中出了问题。“这与他们向公众披露的情况不符,”他在谈到 SpaceX 时说。“我不认为他们尽到了保护该地区或披露实际风险的职责。”

这使得这次飞行造成的损害成为针对 FAA 等诉讼的有力素材。“我认为这是一个非常不可思议的杠杆,”罗施说。“这是可见的,人们对此有情绪反应。”

尽管如此,发射场当地的反对者表示,本不应该等到发生如此破坏性的事件,决策者才相信不应轻信 SpaceX 的一面之词。

“正如我们所说的那样,事情发生了,这真的、真的很令人失望,而且令人恐惧,”塞拉俱乐部的地方组织者艾玛·格瓦拉说。“我感到失望的是,我们付出了如此大的损害和危险才被认真对待。”

梅根·巴特尔斯 是一位居住在纽约市的科学记者。她于 2023 年加入大众科学,现在是那里的高级新闻记者。此前,她在 Space.com 担任作家和编辑超过四年,并在新闻周刊担任科学记者近一年,在那里她专注于太空和地球科学。她的作品也曾发表在奥杜邦、鹦鹉螺、天文学史密森尼等出版物上。她毕业于乔治城大学,并在纽约大学科学、健康和环境报道项目获得了新闻学硕士学位。

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