流紋岩：六月試車再異常，美國登月又要推遲了？
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【文/觀察者網專欄作者 流紋岩】
6月26日，美國諾斯洛普·格魯曼公司進行了“助推器換代和壽命延長”（Booster Obsolescence and Life Extension，BOLE）助推器的“演示發動機-1”（Demonstration Motor-1）地面試驗。這是人類有史以來第二大的固體火箭點火實驗，計劃點火140秒，地點位於美國猶他州普羅蒙特裏生產和測試基地試驗場。
諾斯洛普·格魯曼公司為BOLE助推器設置了763個測點以檢測發動機性能，並安裝了二氧化碳熄火系統，以保證關機後助推器的安全，避免餘藥引燃試驗枱等現象。但即使做了大量準備，BOLE還是在接近關機的時候出現了異常。
根據試車情況分析，BOLE助推器點火後101秒，位於天頂面的喉部下側首先燒穿，噴出了火焰。隨後當地面報出“點火110秒”的幾乎同一時刻，BOLE的噴管破裂並飛出，而發動機繼續點火直至其內部的固體推進劑燃盡。
BOLE尾噴管崩落的瞬間
BOLE是用於替代目前“太空發射系統”的5.5段式“五段重複使用固體火箭”（RSRMV），後者又繼承自航天飛機“重複使用固體火箭”（RSRM），採用相對古老的鋼製殼體和TP-H1148型聚丁二烯丙烯腈固體推進劑。
目前，“太空發射系統”仍然在使用航天飛機時代的固體火箭助推器，但並不計劃回收這些殼體，剩餘的殼體將支持至該火箭執行第八次飛行任務。BOLE將從第九次任務中加入“太空發射系統”，以形成Block 2型火箭。
為了實現目標，BOLE使用了先進的T1100碳纖維殼體和端羥基聚丁二烯固體推進劑，可產生超過1800噸的地面推力，並增加3.9%的比沖和11%的總衝，這能夠將“太空發射系統”的奔月軌道運載能力提高至46噸以上。
廠房中的BOLE助推器分段
雖然BOLE計劃使用T1100高性能碳纖維殼體，但“演示發動機-1”的殼體使用性能稍差的IM7/T300碳纖維，後續會更換為T1100，而BOLE助推器的前後端頭仍然採用鋼結構，因為NASA希望能夠保證一定的餘量。BOLE通過優化藥形以減小火箭的最大動壓，優化氣動條件等，還重新設計了分離機構並修改了助推分離方向等。
此外，BOLE還使用電液伺服取代了RSRMV的液壓伺服，以減少質量和複雜度。更大的推力將BOLE的噴管直徑從RSRMV的3.9米提高至4.4米，諾斯洛普·格魯曼公司為此開發了由棕色玻璃酚醛複合材料製成的噴管。
此次試驗是BOLE兩次地面試驗之一，諾斯洛普·格魯曼公司專門將固體推進劑的温度降低至15攝氏度，以評估在環境條件下的響應，後續試驗還將評估BOLE在冷熱環境下的性能。
BOLE的分離方向將更類似“大力神-4”
諾斯羅普·格魯曼公司推進系統副總裁吉姆·卡爾貝勒表示：“今天的測試突破了大型固體火箭發動機設計的極限，以滿足嚴格的性能要求。雖然發動機在嚴苛的燃燒環境下表現良好，但我們在兩分多鐘的燃燒即將結束時觀察到了異常。作為一種全新設計，也是迄今為止建造的最大分段式固體火箭助推器，此次測試為我們提供了寶貴的數據，以便我們在未來的設計中不斷迭代改進。”
2024年上半年推出的第一段BOLE助推器
然而，這並不是該類固體火箭發動機的首次異常。
2019年5月29日，諾斯洛普·格魯曼公司研製以競標“國家安全太空發射”的OmegA運載火箭中型構型一級火箭Castor-600固體火箭發動機進行了地面試驗，在接近發動機關機時也出現了噴管破裂剝落的現象。原因來自於地面試驗和實際飛行環境的不同，固體火箭發動機接近關機的時候推力會迅速下降，噴管內壓力也會隨之降低。隨着Castor-600發動機接近關機，噴管壓力迅速降低至小於一個大氣壓，導致外部的大氣壓力向內壓碎了噴管。
在實際飛行過程中，由於關機時火箭已經位於數十公里的高空，外部稀薄的氣壓並不足以壓爆噴管，因此也並不能算是特別大的問題，但諾格還是根據情況進行了改進。2020年的二級Castor-300發動機試車中，噴管沒有再發生問題，證明了改進方案的合理性。
OmegA一級Castor-600地面點火實驗
2019年OmegA火箭一級Castor-600試驗後噴管破裂
2020年OmegA火箭二級Castor-300試驗獲得成功
2021年，NASA將BOLE的合同授予了諾斯洛普·格魯曼公司，由於和Omega-I/H的通用核心級（CBS）均採用複合材料殼體，其技術都來自於1980年代NASA開發的“纖維纏繞殼體”（FWC），而為OmegA火箭研發的新型柔性密封系統、高噴管效率型面、複合材料噴管、電液伺服驅動機構等技術也可以直接用於BOLE，降低了BOLE開發的風險。
不過2022年OmegA火箭被諾格放棄，但BOLE並未受到太大影響，仍然基於OmegA開發的技術繼續推進，因此BOLE似乎也可以視為一種更大號的OmegA CBS。
在地面試驗場的FWC
OmegA的電液伺服採用模塊化設計，BOLE的擁有更大的液壓缸
但BOLE此次實驗中出現了噴管燒穿-漏火-破裂，而不同於幾年前Castor-600因為地面環境原因導致的直接破裂。
而諾斯洛普·格魯曼近期也有一次固體火箭發動機噴管異常，發生在2024年10月聯合發射聯盟“火神-半人馬座”火箭的第二次鑑定飛行（Cert-2）中。
“火神-半人馬座”火箭使用諾斯洛普·格魯曼公司研製的GEM-63XLT型固體火箭助推器，但在Cert-2任務剛起飛後37秒，一側的GEM-63XLT噴管就整個破裂並脱落了。雖然得益於一級火箭延長工作8秒補償了問題，但Cert-2的這次異常延緩了該火箭拿到太空軍發射認證的節奏。
問題來自於GEM-63XLT固體火箭發動機絕緣層的製造缺陷，導致固體火箭後端頭脱落。聯合發射聯盟和諾斯洛普·格魯曼打撈上來了有問題的助推器，查明瞭是製造缺陷並在2025年2月的點火實驗中糾正了問題。
目前有一些消息指出，BOLE尾段的損壞相當嚴重，如果“太空發射系統”火箭在發生獵户座飛船的動力段出現這樣問題的話，會直接觸發飛行終止系統。
Cert-2任務中崩落的GEM-63XLT噴管
不過這次問題雖然不小，但並不會影響美國“重返月球”的計劃，主要還是因為“太空發射系統”的產量太低了。波音只能維持每2年交付1枚“太空發射系統”的速度，因此執行“阿爾忒彌斯-4”任務的首枚Block 1B型火箭就要到2028年以後了，等打完8枚Block 1/1B後都要2040年了。目前，第二次“太空發射系統”發射“阿爾忒彌斯-2”的載人繞月任務，瞄準2026年2月且進度符合預期。
另外還需要指出的一點是，儘管特朗普的管理和預算辦公室（OMB）主任、環保陰謀論者拉塞爾·沃特搞了一個徹底取消“太空發射系統”和“門户”月球軌道空間站的預算案，但“太空發射系統”這一所謂百萬漕工的項目如果下馬，相當於阿拉巴馬等幾個選區上億元的直接政治自殺，因此目前來看這玩意也不太可能會下馬。
重返月球的計劃中不急着用BOLE，但在安全生產月的另一個事故，可能就更要命一點了。
稍早一些之前的美國當地時間中部夏令時6月18日23:01:55，在太空探索技術公司位於博卡奇卡的“星城”研發基地梅西試驗場，準備進行6台發動機靜態點火的“星船”36號飛船（後稱SN-36）突然發生特大爆炸，摧毀了已經完成加註的36號飛船，並且在發射場引燃了大火。
後續我們還可以看到，另外1次以上的爆炸，可以認為此次試驗不僅摧毀了36號飛船，還破壞了部分梅西“星船”試驗場的地面設施，甚至算是整個“星船-超重”超重型運載火箭研發史上最大規模的一次地面事故。
由於“星船”飛船將作為支持“阿爾忒彌斯-3”任務的HLS載人月球着陸器的基礎和關鍵部分，“星船”飛船的任何耽誤都可能會影響到重返月球的進度表，更不用説該飛船已經遭遇了超過半年的延遲。
“星船”SN-36飛船在梅西試驗場爆炸
爆炸發生時，SN-36已經完成了靜態點火用推進劑的加註，可能準備開始對增壓氣瓶進行加壓。根據NSF發佈的一些視頻，SN-36首先是載荷艙頂部發生了崩落，有大量氣體噴出，隨後載荷艙底部的再生冷卻隔熱裝置處發生解體，隨後SN-36甲烷貯箱在1秒內就爆炸了，爆炸時還能看見底部的液氧貯箱還保持完整。
甲烷貯箱爆炸13秒後，液氧貯箱也隨之爆炸，巨大的爆炸徹底摧毀了整艘飛船，可以看到一個長條的碳纖維壓力容器被炸到空中。液氧貯箱爆炸後約30秒，左側出現了一個稍小的火球，可能是地面設施被點燃了。大火燃燒了超過一個小時才被撲滅。
此次爆炸應該是位於SN-36頭部的氣瓶故障導致的，那地方有很多常温氣瓶。馬斯克後續稱是一部常温工況下的氮氣高壓氣瓶失效，並且將其稱為一個“小問題”。
爆炸後的梅西試驗場
雖然看起來是一個質量問題，不過根據後續曝光的一些畫面來説，有可能是採用的新技術出現了問題。
後續發現的碎片中，出現了多個Luxfer的G-Stor™GO碳纖維纏繞氣瓶，看起來內膽似乎是聚酰胺。相比傳統採用鋁合金或者鈦合金作為內膽的III型複合材料氣瓶來説，採用複合材料內膽的IV型氣瓶能夠將質量減少至一半以下。
對於目前處於質量超標狀態的“星船-超重”超重型運載火箭來説，減重是亟須的，但不鏽鋼罐子又不太好減，因此太空探索技術公司選擇將這種氣瓶直接投入飛行，並且以他們的習慣很可能給的餘量比一般應用要低。高情商一點來説也算是足夠自信，但是不是這種所謂的“膽大妄為”導致了SN-36的破壞，只能説有一定可能，但現在還不能下定論。
被拍到的一個複合材料氣瓶，其規整的裂口似乎表明可能它就是罪魁禍首
此次爆炸的SN-36飛船，是第四艘v2狀態的“星船”飛船。相比v1狀態，v2加大了飛船可裝填的推進劑量，新增可以用於部署“星鏈”v3衞星的載荷艙，還重新設計了用於着陸點火的頭部貯箱（被稱為Header Tank）。相比於幾乎沒有可用運力的v1版，v2版可能擁有50噸運力，用於部署星鏈衞星。此外，v2版“星船”還將用於驗證回收等相關技術，是邁向用於登月和在軌加註的“星船”v3飛船的重要試驗和過渡。
但是，v2狀態的“星船”飛船的開發非常不順利，已經耽擱了超過半年。其首艘飛船SN-33作為IFT-7的一部分，於2025年1月發射升空，但在飛行至7分39秒後開始出現故障，並於8分26秒後徹底丟失了數據。
殘骸最終在加勒比羣島、波多黎各和英屬維爾京羣島上空墜落，但殘骸墜落點超出了安全範圍限制，且導致這些地區航空運行中斷超過一小時，因此導致了停飛檢查。此次異常的原因是SN-33飛行中產生的振動強度遠超預期，導致甲烷泄露量超過防火設備吹除的能力，進而引發SN-33發動機艙火災。
IFT-8試驗中的SN-34飛船飛行至8分04秒時，一台海平面型“猛禽2”發動機爆炸，並且迅速炸掉了周圍的兩台海平面型和1台真空型“猛禽2”發動機，這直接導致SN-34飛船開始翻滾，最終飛船被飛行終止系統摧毀。
SN-34雖然和SN-33在類似時間出現問題，但SN-33的共振問題已經在SN-34上得以解決，SN-34的問題來自於其“猛禽2”發動機接頭泄露導致推進劑混合並引發爆炸。相關問題已經通過修改接頭預應力、新增氮氣吹掃和優化推進劑管理得以解決。
疑似太空探索技術公司內部泄露的“星船”SN-34異常畫面，但也有説是AI圖
不過，兩次徹底的失敗帶來了一些擔憂，太空探索技術公司內部有消息指出，“星船”v2的設計存在根本性問題，需要報廢當時已經完工的SN-35飛船，並且重建SN-36的尾端部分。而馬斯克堅決不允許報廢SN-35，因此工程師們提出了一些替代方法，包括通過調整“猛禽”發動機轉速以減少共振等方式。此外，一些工程師表示當前的梅西試驗場無法進行“星船”的全程試車，而擁有9台發動機的v3版“星船”就更加無法進行全程試驗了。
最終，SN-35飛船作為IFT-9的部分發射升空。這次上升段沒有發生爆炸，但似乎在上升段器件尾艙有輕微泄露，並且真空猛禽發動機可能還有一點燒蝕。進入滑行段後，SN-35的尾段開始大量噴湧氣體，並且很快就失去了姿態控制，最終翻滾着衝入了印度洋上空的大氣，化作了一團流星。
SN-35的失控是推進劑泄露導致的，但關於如何泄露還沒有一個定論，一部分消息指出一種可能的原因是IFT-9通過堵住了部分熱分離環接口，以將“超重”推進器定向轉向，這可能在分離的時候增加了SN-35尾部的壓力，並且導致管路泄露。
SN-35疑似出現的輕微泄露
“星船-超重”超重型運載火箭的開發已經被四次異常的“星船”v2影響，並推遲了接近1年。雖然太空探索技術公司考慮了“星船”飛船在梅西試驗場爆炸導致的影響，並且早就制定了在2個月內搶修並恢復運行的預案。
6月28日晚間，用於吊運“星船”飛船的支架已經降到軌道發射台-A的底部，這表明太空探索技術公司正在嘗試用主發射台搭建一個臨時試驗枱，以進行“星船”飛船的靜態點火試驗。
其它的一些問題，比如是使用目前還剩的2艘v2型“星船”飛船完成IFT-10和IFT-11試驗，進行多圈滑行和塔接試驗，還是直接轉向裝備了“猛禽3”的v3型“星船”SN-39？目前倒是還沒有一個定論。
當地時間6月27日夜間，OLM-A的支架降低至接近地面
隨着之前馬斯克跑去華盛頓建政，“星城”工地的管理似乎也出現了問題。前段時間在Reddit上有工程師透露，“星城”的員工出現了偷竊隔熱瓦拿去賣錢和在“星船”飛船裏所謂“戲謔性”的上廁所行為。而這種4次完全不同問題的異常，也完全不像是這一坐擁世界最強運載火箭技術公司的正常水平。
因此，筆者認為，美國登月的短版很可能已經從“太空發射系統”變成了“星船-超重”。鑑於現在已經是2025年中旬了，而“阿爾忒彌斯-3”登月安排在2027年，在此之前需要驗證在軌滑行、着陸、在軌加註、快速複用和大規模週轉、以及着陸演練。如果後續一切順利的話，問題還不那麼大，但如果再出點什麼幺蛾子的話就不好説了。而近兩個月內馬斯克的失勢是否會帶來額外的非技術變數，也是值得注意的。
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