简评星舰的优缺点

星舰这次爆炸确实很引人瞩目。毕竟也是目前最大最重的火箭了。结果成了有史以来最大的礼花，从技术上讲是有点遗憾。

炸锅的直接原因是一级火箭的六台猛禽发动机先后不工作。网上各种议论都有，也有人归咎于步子太大扯了蛋，一级火箭让马斯克一家伙怼了33台发动机，对单台的可靠性要求满高的。我算了一下，33台每台的可靠性都要不低于99.9%，整个一级火箭的可靠性才能高于96%。这次熄火了六台，算下来81%，每台的可靠性上限只接近了99.5%的水准，虽然也算是很高了，但……航天这玩意看的就是结果，一着不慎就是满盘皆输。

9公里高度时液氧已经比甲烷少了

更深的原因还不清楚。猛禽发动机确实先进，毕竟是全球第一种实用的全流量分级燃烧循环发动机，对氧化剂和燃烧剂的输送都有严格要求。从现场图片看，在高度4公里的时候，液氧的消耗就开始高于甲烷了，到最后火箭自毁的时候，液氧耗尽甲烷还有大约四分之一。这种氧化剂和燃烧剂的严重失衡可能意味着管路出问题了，有可能是负责甲烷输送的那个泵出故障了，也可能是为泵提供动力的富燃预燃环节瞎菜了。

地面试验为什么没发现呢？因为地面顶多给你把33台发动机凑一块，连个完整的一级火箭都算不上。而实际发射不但是个完整的一级，还有个巨大的二级在上头哩，整个火箭是个巨型的双截棍。双截棍在空中的振动到底对某个发动机里正在几百个大气压下工作的离心泵产生了什么影响可能单纯用计算机仿真现在还仿不出来。有没有可能液态燃料的剧烈晃动导致在高速旋转的泵叶片表面出现气蚀？有没有可能离心泵的叶片因此被废掉？当然我这只是瞎扯，一切要等空叉的事故调查报告出来了再说。

我个人认为星舰设计里出了问题的第一级火箭倒是值得继续尝试的。因为对于重复使用的火箭，其关键是总体的推力必须可以小到只有火箭起飞重量的大约5%。也就是说火箭发动机的总体节流比能到5%，那这个火箭在清空大部分燃料后就可以缓缓地垂直落下。由于目前人类科技还做不到单台节流比这么牛逼的发动机，所以就要凑数。星舰33台发动机只是在发射时需要全部工作，回收降落的时候只要1到2台工作即可，而且也只能开启1到2台，多了这火箭就甭想落地了。换言之对于火箭的重复使用，目前多台发动机的组合就是不可避免的。因此有人诟病星舰的一级不该用33台发动机那是他们只知其一不知其二，不懂火箭重复使用的苛刻条件。中国航天科技一再修改设计的长征九号重型运载火箭现在其实也是用30台发动机并联出一级火箭这个思路。

星舰的第二级其实问题更大。因为整个二级火箭把载荷段都囊括了。我看一来是图省事，整个火箭就两级，控制上难度小。二来更重要的是为了全复用，载荷舱和火箭发动机都回收，能省不少钱。但是这样在重返大气层的过程中为了减少气动减阻和抗烧蚀上的麻烦，载荷舱不能像航天飞机那样在背部开大口子，开口只能开在二级头部。特别是整个二级是个圆筒，没有航天飞机那样的平直机腹作为重返大气层的隔热面，可能对于载荷舱的热强度就要求更高了。所以目前星舰二级就是个茶壶，肚子大口小。有效载荷进出严重受限，对于不规则外形的空间站舱段等大型载荷而言更是噩梦。这个设计不改，将来和SLS、长九这样的重型火箭竞争是处于劣势的。但是修改的话，付出的代价绝不仅仅是在背上开个口子：载荷能力必然会下降，因为背部开口的结构强度和热强度都需要大幅加强，还有开闭机构的重量，另外还有个重返大气层时的密封隔热问题，这都是要付出重量的代价；此外如果最后气动外形也要改的话，那就几乎是推倒重来了。

反正，星舰的思路很狂野，有的地方参考价值很大，但也有为省事而扯淡的成分。所以，未来其它低轨发射能力100吨以上的重型火箭不会都照抄它的，而是根据自己的重点需求来搞。