美国最大火箭爆炸是技术不行吗？到底是硬件问题还是软件问题

美国星舰第二次发射依然以失败而告终，但总体上还是取得了不小的进步。第一次发射失败，主要原因还是硬件问题，动力系统出现了故障。那第二次发射是硬件问题还是软件问题呢？我是东城观星，跟大家聊聊星舰的话题。

SpaceX的航天发射之路注定与国家队不一样。对于国家队来说，连续两次发射失败是不可承受之痛，但是对于SpaceX来说，本来就是抱着失败的预期去开展发射的，哪怕是失败，也要在失败中发现问题，为最终的成功铺路。作为开拓者，每多走一步，就离成功更近一步。虽然美国官方对两次失败不太满意，但民间对失败还是持宽容态度的。不管是失望，还是宽容，能从失败中吸取教训才是最重要的。

已经有很多人对第二次发射失败的原因做了分析，而最终的原因还没有正式公布，我们也从现有的信息分析一下，可能失败的原因。之前美国官方的重型火箭SLS因为软件问题，出现试验故障，这次超重火箭和星舰有没有可能也是软件问题呢？

现在的火箭系统越来越复杂，火箭操控的智能化程度越来越高，因为软件控制问题出故障的概率也会越来越大。星舰第一次发射出现故障以后没有第一时间引爆，也是因为软件设置不合理。这一次发射超重火箭爆炸后，很多人也在分析可能是自动飞行终止系统太敏感了。

第二次发射，第一级火箭的主要任务已经完成了，哪怕后来爆炸，也不能否定它已经完成了发射任务，只是没有完成回收任务。33台发动机全部点火工作，发射途中没有掉链子，而且按计划实现了关机操作。此外，在一级火箭二次点火故障后，第一时间启动了自爆程序。说明至少在爆炸前，软件系统并没有太大的问题。

第一级火箭之所以爆炸，应该还是动力系统的问题。原计划返程火箭需要安排13台发动机点火工作，但有一台点火失败，多台工作途中熄火，并发生了碎片脱落和燃料泄露。这些现象的发生，有可能跟燃料压力异常有关。

这次发射，星舰采用了很酷的一种一二级分离方案，热分离方案。也就是二级火箭的发动机在分离时直接点火，通过火箭推力加速分离。通过影像可以清楚地看到，一级火箭头部被二级火箭的火焰炙烤，火焰沿着火箭外壳往下喷出。这个热分离方案，有可能是一级火箭最终爆炸的诱因。火箭尾焰的温度是很高的，直接喷在燃料贮箱上，哪怕采取了一定的保温措施，也很有可能带来燃料贮箱的温度提升，进而带来燃料箱压力增大。

本来燃料和液氧流量是一个相对平衡的状态，保证发动机的最佳工作状态。但是因为外部热力环境的影响，两个贮箱的压力发生变化，很有可能造成流量异常。超重火箭的发动机是最先进的全流量循环发动机，压力异常很有可能造成预燃烧室燃料比例失调而熄火，从而造成涡轮泵无法正常工作，如果燃料泵异常，就会造成发动机因为缺乏燃料而熄火。另外一个泵却有可能还在继续工作，从而会带来气体泄漏。

另外因为猛禽发动机在改进的过程中，取消了燃烧室的点火装置，通过高压补燃循环产生的燃料和氧气混合后自动燃烧。本来这个改进可能是因为评估发现这个点火装置用途不是特别大。但是，一旦燃料供应出现异常，燃料温度或压力达不到目标值，在燃烧室就有可能无法自动燃烧，甚至有可能造成熄火。这也可能是点火失败或者中途熄火的原因。当然，还有一种可能是复杂的振动环境对部分发动机或者管路造成了损伤，从而带来燃料泄露，进而带来发动机熄火。

总结起来，第一级火箭爆炸应该还是硬件出现了问题。

火箭第二级也就是星舰在即将成功的时候失联并爆炸，是软件问题还是硬件故障呢？星舰成功完成了热分离动作，顺利展开了独立的行程。但是在飞行6分钟后，就失联了，然后发生了爆炸。星舰失联和爆炸的原因还不确定，已经得到的信息比较少。不排除有软件控制的原因，因为如果软件控制出现问题，有可能带来与地面联系中断，也有可能带来动力装置操控异常，还有可能错误触发自毁装置。

但是，也不一定就是软件控制的问题。对于星舰系统来说，还有一个很大的不确定因素，那就是全新的燃料系统。SpaceX熟练掌握液氧煤油燃料系统，对燃料的工作状态有精准的认知。但是对于全新的燃料液氧甲烷，掌握的相关数据并不够多，尤其是高空运行数据。不仅是SpaceX，全世界成功利用液氧甲烷燃料完成发射的经验都不是很多，处于经验积累阶段。

超重火箭也好，星舰也罢，都是大直径超大燃料贮箱，液态甲烷在高空中怎样流动，会不会出现预料不到的现象，还是存在疑问的。因为燃料的不可预知性能带来的发动机工作异常，也有可能是火箭和飞船运行异常的因素。毕竟火箭和飞船都是在燃料消耗一大部分以后才出现的异常，而且都发生在空气稀薄的高空，这里存在一定的关联。

另外，星舰的发动机创造性地利用海平面发动机跟真空发动机同时工作，而且主要靠海平面发动机摆动来控制飞行方向，海平面发动机在高空中性能不能很好地发挥，还有可能给飞船带来其他负担，有没有可能问题就出现在那三台海平面发动机呢？要知道，发动机异常可能带来星舰姿态的异常，进而带来对地面通讯的异常，从而导致失联，并最终引发自爆。

分析下来，这次事故，硬件故障应该还是主要原因，但也不排除伴随着软件控制的问题。以上分析只代表个人观点，最终原因还需要等待调查结论。

总的来说，星舰系统因为大量采用了全新的设备、材料、零部件和设计理念，存在的不确定因素是很多的，出现意外是很正常的事情，只有通过反复磨合，才能把各种各样潜在的隐患摸清楚，最终设计出最安全可靠的方案。星舰最大的难关还不是现在已经经历的这两个阶段，最大的难关是第二级也就是星舰的安全返回，如果成功，那才是星舰系统的大圆满。

星舰系统作为一种新的空间运载模式，我们希望它能在前面开好路，给世界航天事业开创出一条行之有效的创新运载之路。中国的长征九号，也规划了一条类似的两级完全回收路线。我们应该祝福它能尽快成功。

你觉得这次星舰发射故障的原因可能是什么呢？欢迎在评论区预言一下，我们等着调查结果来印证。