淺談SpaceX的星艦試射
文/ 邱子維 編/ 張琬婷
於上個月，2023年4月20日，SpaceX發射他們有史以來最強大的火箭：星艦(Starship)，但發射後僅四分鐘即爆炸。然而，SpaceX團隊以及創辦人馬斯克(Elon Musk)仍然對此結果感到滿意，並將此次發射視作SpaceX成長的動力。
本篇文章中將說明：
- 為什麼需要星艦，與它的優點
- 此次試射失敗的原因
星艦扮演的角色?
目前前往太空的唯一途徑是透過火箭發射將需要的貨物或人力送往太空，然而每次發射的火箭由於製作費用高昂且不可回收，使得發射成本突破天際——美國太空總署(NASA)最新的火箭Space Launch System(SLS)一次的發射成本估計至少要20億美元，此火箭也因不斷追加的開發成本為人所詬病。
SpaceX目前的主力火箭為獵鷹9號(Falcon 9)，其最大的特點為它是歷史上第一枚可多次重複使用一級推進器的液體燃料運載火箭。其在2021年初的發射成本已經降至5200萬美元，大幅降低成本的同時也使太空發展民間化邁出一大步。
獵鷹9號目前可向低地球軌道發射重達22,800公斤的酬載，然而其本身並非重型火箭，亦無法直接滿足Elon Musk前往火星殖民的願景；而星艦的優勢在於低廉的製造成本以及極大的酬載。
星艦以及其底部的超重型推進器(Super Heavy Booster)的設計採用了不鏽鋼結構，價格低廉且容易加工，代表未來可輕易投入量產，並可重複利用——這意味著它可以多次飛行，降低了前往太空探索的成本。
星艦被設計成一種多用途的太空船，有能力攜帶至少100公噸的貨物以及人員前往月球或火星。這種多功能性使得星艦能夠滿足不同類型的任務需求，例如月球和火星探索、太空站補給、衛星發射等。
它的外形呈圓柱形，高度約為120米，直徑約為9米。目前星艦一次的發射成本約為1000萬美元，而未來完成開發後的發射成本可能會降到100至200萬美元，大幅增加了太空商業發展的可能性。
2023年4月20日星艦試射
於2023年4月20日進行試射是針對星艦與超重型推進器兩部分之首次系統聯合發射。原計劃中星艦將環繞地球軌道將近一周，再入大氣後在夏威夷州附近降落；超重型推進器則將於墨西哥灣受控降落。
然而在起飛時，有3具發動機未被點燃，因此起飛時只有30具發動機正常運作。爬升期間，先後有8具發動機停止運作或發生爆炸。發射後85秒，13顆主推進器已經失去控制，無法跟隨原定軌道但依然持續爬升。發射後180秒，星艦部分並沒有按計劃順利分離，並因星艦分離速度較低而開始進入失控並旋轉。發射後200秒，飛行終止系統(Autonomous Flight Termination System, AFTS)被啓動，本應該要馬上摧毀飛船，但卻未能成功引爆，飛船最終於發射後240秒後解體。
儘管試射沒有達到原初所訂的目標，但藉由試射而增加對系統缺陷之理解與收集到的數據，對於SpaceX團隊來說，是遠比起紙上談兵是更有價值的。NASA署長尼爾森(Bill Nelson)也說：「雖然還有很長一段路要走，但是個好的開始。」
結語
SpaceX團隊的勇氣和決心值得我們欣賞。他們以一種堅定的態度，不斷地進行測試和創新。即使在這過程中可能會遇到挫折和失敗，他們仍然採取了” 失敗即成功 ”的策略，這種勇於嘗試並不斷學習的精神正是推動科技進步的關鍵。我們應該理解並接受在探索未知和創新技術的過程中，可能會遭遇挫折和失敗。
這些失敗並不意味著結束，而是對技術改進和問題解決的一種驗證。雖然這過程需要時間與不斷地努力，但這種遠大的目標激勵著人們不斷追求科學和技術的突破。我們期待SpaceX他們未來的努力和成就，為人類帶來更遠大的夢想和探索。
作者介紹：
邱子維，現為國立清華大學Yang Research Group通訊組專題生
資料來源：
Falcon 9:
https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9
Starship:
https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Starship
SLS:
https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Launch_System
Starship test flight:
https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Starship_orbital_test_flight#
NASA administrator:
