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从清场式领先到认知级落后,星舰第三飞专家们为啥看不懂?

 菌心说 2024-03-18 发布于北京

3月14日,世界上最大的火箭SpaceX的星舰进行了第三次发射试验。相对于上一次有了巨大的成功,测试了飞船舱门的开启和关闭,完成了太空中“推进剂转移”关键试验,并直播了太空中首次重新再入。

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星舰的三次飞行试验对比,一次比一次都有明显的进步

马斯克发火箭炸火箭已经不稀奇了,但我发现一个更有意思的细节:我同时开了三四个不同的国内直播,都是专家做科普和解读,只是他们的观察跟咱们老百姓没有什么差别,基本处于看热闹的状态。

最明显的就是官方直播中,控制大厅会有频繁的掌声和欢呼声,但除了几个重要的节点比如起飞和热分离,专家基本上不知道他们在欢呼什么。这个感觉如同大家去听脱口秀在座的所有人都在笑,但是我们由于语言文化不通,根本get不到笑点的那种尴尬。

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某科普直播,专家贡献的主要知识点:解释那两顶帽子的颜色

“芝麻开门”,哦不对,“Pez开门”

最明显的不知所云,是星舰货仓开门的测试。各个直播中几位专家研究了半天,也不知道这个门到底是开了还是没开,还嘲笑马斯克“犯了一个低级错误”。

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spaceX舱内直播,往后卫星从哪出去?注意那个狭长的部分才是货仓门

但其实这个门和我们想象的不太一样,有点儿特殊,不像我们想的航天飞机是四仰八叉大开门的。相反,这门是一个狭窄的槽,使得卫星能够像Pez糖果机分发糖果一样,一个接一个地从宇宙飞船中释放出来。

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国外小朋友用的Pez糖果分发器,可以把一片一片的糖果弹出来

这种设计确保了卫星精确地部署到地球轨道,使得SpaceX能够高效地释放更大、更强大的Starlink 2.0卫星。这么厉害的事情,不放出完整的细节也情有可原,现在猜测这种门的开法可能是更像推拉式侧开门。

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网上常见的一张国外爱好者渲染图,1吨多重的星链2.0卫星,一次竟然可以搭载上百颗

所以结论是马斯克不仅有登上火星的宏伟愿景,SpaceX也是有一家明确盈利模式和极强盈利前景的商业化公司。这么大的星舰,先会用来放挣钱的卫星。

”突破黑障“的太空直播,前所未见

在星舰再入大气层时,SpaceX做了前所未有的一个直播,因为这时是五倍超高音速,摩擦导致空气升温变成带电的等离子体包围着星舰。一般通讯都会被屏蔽,这个高清实时视频信号又是怎么传过来的呢?答案是通过星舰背面的天线,把信号传给星链卫星。

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第一次实况转播,红色的就是超高音速下的等离子体

那么必须用星舰而不是猎鹰9号才能发射的星链2.0卫星,主要用来干什么呢?当然不止用来在俄乌冲突中指示目标,面向民用市场,SpaceX会把卫星通讯乃至下一代移动终端的游戏规则重新改写

截至2023年,SpaceX共发射了4521颗第一代Starlink卫星。到2024年会发射另外2000颗第二代卫星,将为智能手机用户提供速度为3至18.3 Mbit/s的卫星互联网接入。

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很多用户开始秀游艇房车连接星链卫星的网速

这和华为mate60的卫星通讯功能有什么区别呢?华为是通过将天通卫星系统集成到智能手机中,需要一款专用的卫星通信芯片。但是在SpaceX的方案中(direct-to-cellular system),用户使用普通的智能手机,就能访问语音、短信和基本的网页浏览服务,而无需在手机中安装专门的硬件

这就不仅是革命性的技术了,5G、6G都会面临市场革命。

大力出奇迹?为什么我做不到?

当然这次星舰发射并没有获得完全的成功。第一级助推火箭回来的时候速度快了一点,没有实现软着陆烧太快了。第二级火箭重返大气层的时候也解体了,没有实现成功回收。

但是SpaceX的小哥完全不在意,直播结束指着后头的背景说,后面还有四个超重型助推器放在那里。言下之意是这么大的巨兽我们还是量产的,很快下一次实验就等着瞧好吧

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3月14日是Pi Day,也是SpaceX22岁的生日

上次星舰发射时,还有专家嘲笑马斯克把失败也能说成成功。但其实这两类人不在一个认知层面上,这本身就是一次试验。区别在于传统方式是在实验室和试验台上做试验,马斯克则可以做到直接在实际发射中做试验。

所以官方直播时,SpaceX的工程师反复强调最多的一个词就是“数据”,试验最大的目标在于收集数据迭代改进。外行看热闹,觉得星舰再入大气层时那个直播很帅。内行看门道,要知道这个速度可是五倍音速,也就是军迷们喜闻乐道的“高超音速”,在这个速度段能够收集到的数据将有多大的战略价值?

有人曾经问马斯克,苏联的N1火箭也走并联很多发动机的技术路线,为什么坚持不下去?马斯克说如果苏联能持续迭代十次二十次也可以成功,但是对他们来说太贵了。马斯克很坦诚,但是只说了一半。

SpaceX并不只降低了制造成本,他们的迭代设计还有一套独特的方式,从搜集数据到实时模拟再到改进下一步的设计闭环。

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SpaceX每一个迭代版本,背后都有一套数字孪生的模型,前者可以随便拿出来直播,后者才是高度保密的关键

这用“工业4.0”能解释吗?不能。用”智能制造“也不能完全解释,更不是国内曾经大红大紫的“工业互联网”。事实上,咱们的专家基本不知道对方是怎么做的。

因为抄作业的核心关键词“数字孪生”,对我们高度保密几乎完全封闭。但是美国从Darpa的基础科学研究,到美国空军到通用电气都已经在充分实践。没错,B21战略轰炸机和星舰背后的制造模式是一样的。

知耻后勇,认知的落后才是最大的落后

对比某些专家所称的中国在很多领域”清场式的领先“,这种情况耐人寻味。事实上在5G、高铁等领域、鹰酱确实落后了,但对方的思路不是跟随追赶跟着内卷,而是新开辟一条颠覆式的赛道。至于后者的情况专家就不熟悉了,鹰酱也撕破脸,连基础研究和概念讨论都不开放了。

别人认知封锁没办法,但我们自己不能自闭,因为自闭会带来自负,沉溺于各种田园工业爽文中不能自拔。这篇文章也是史博士反思工业4.0系列文章的第二篇(上一篇见:热炒工业4.0点错科技树?生成式人工智能对中国制造的挑战,在人工智能和数字孪生的加持下制造业发生了怎样的变化?SpaceX就是最好的例子。我们的专家不讨论,是因为基本上不知道对方是怎么做。

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几十台猛禽发动机控制是一个难题,这背后的控制算法就有英伟达人工智能的帮助

举例而言,把星舰的成功归结为“大力出奇迹”堆发动机,这是面向中小学生比较低幼的科普。苏联N1火箭更猛为啥没出奇迹?至于“屡败屡战”也是鸡汤,为啥有人就是屡战屡败一点长进没有?这背后有方法的。

SpaceX之所以能够进行如此快的迭代,是因为他在物理火箭层面对应完全建了一个数字孪生体,可以进行系统级的仿真。收集的数据才可以快速调整设计。艺高人才胆大,这才是马斯克能够跑出实验室做实验的关键。

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龙飞船数字孪生体的有限展示,见于非常有限的公开报道

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