回顧SpaceX Starship五次試射
筷子回收成功之前其實試飛過4次㗎喇
2024年10月13日美國中部時間7點31分，SpaceX成功用俗稱「筷子」嘅機制接住回收星艦(Starship)嘅推進器「Super Heavy」。呢次係SpaceX第五次Starship試射，噉頭4次嘅情況係點？一齊回顧一下。
第一次試射 (2023–04–20)
試射全稱係Integrated Flight Test，因為係第一節推進器Super Heavy+星艦Starship整合試射，而之前其實已經有過原型機Starhopper試飛、Starship 10公里低空軟著陸等等嘅測試。
第一次最低目標係能夠飛離發射塔，唔好喺塔上RUD (Rapid Unscheduled Disassembly/快速非預期拆解 — 即係自爆🤣)。
作為史上最強推力（沒有之一） — 達~70MN — 嘅火箭系統，發射威力之勁將發射台下面嘅特製石屎地板都炸到沙石橫飛，直播可見甚至飛到半英哩之遠。
除咗地台炸裂，舊設嘅垂直燃料儲存罐區都出現大大小小嘅凹洞，有泊喺SpaceX設施外嘅汽車都被波及。SpaceX話根據之前嘅測試，個石屎地估計起碼頂到射一次，結果就出乎意料。
雖然成功升空無喺塔前RUD，但過咗無耐，Super Heavy嘅33個Raptor引擎中就有5個隨即失效。
到咗原本應該兩節分離嘅時間都並冇如常分離，隨後姿態失控，再喺控制中心命令下自爆結束。
但事後大家都詫異即使姿態亂哂，成枝Starship都冇解體或斷開，側面証明Starship結構都幾堅。
第二次試射 (2023–11–18)
時隔半年，SpaceX喺發射台底下加裝一個大花灑 (Water Deluge System) ，喺發射時大量噴水以對發射台進行保護。
兩節分離方式亦改用Hot Staging方式 — 即係分離時booster唔會完全熄火 — 有別於第一次試飛計劃同埋SpaceX目前嘅Falcon 9系列。Main Engine Cut-off (MECO)亦變成Most Engine Cut-off。Super Heavy會熄剩最中間三個，到分離成功後再重新撻著內圈10個，共13個可調角度嘅引擎做boostback turn掉頭動作。
第二次試射有成功分離，但喺boostback turn就有幾個引擎撻唔著。因無法依預定彈道飛行所以亦被中止自爆。原因係液態氧燃料艙入面太多冰，燃料濾網堵塞而令引擎死火。
上半節Starship就喺排出多帶嘅氧氣時發生爆炸。SpaceX話因為試射唔載貨，所以帶多咗氧氣去模擬返個重量，但結果呢啲多餘嘅氧氣排出來嘅時候就引火自焚🙈
上次炸到爛哂，大家都好關注嘅發射台地板，今次射後檢查睇落係無穿無爛，大家都倍感安慰。
第三次試射 (2024–03–14)
如同之前兩次一樣，目標都係令booster喺墨西哥灣內軟著陸，Starship喺飛越半個地球後嘅以躺平姿態落海。
今次booster直到boostback turn開始都好順利，但期後就因為同樣結冰堵塞問題而令引擎提前熄火。到最後離地8km，gridfin明顯對飛行姿態控制不足（又或過度控制？睇落十足十PID Loop冇tune好），之後landing burn亦大部分引擎都撻唔返著，以硬著陸結束。
Starship今次有上到太空，但rolling姿態控制出咗問題，不受控地自轉。同樣係因為結冰問題，以釋放氣體氧氣來控制姿態嘅閥門堵塞所致。
因為姿態控制唔好，重返大氣層嘅時候就無辦法控制只係有隔熱磚嗰面受熱，最後熱到空中解體結束。
拜Starlink所賜，人類有史以來首次高清直播太空船重返大氣層時嘅畫面。以往係因為電漿(plasma)所隔而無辦法同地面通訊，所以會有通訊blackout period。
第四次試射 (2024–06–06)
飛行計劃同上次一樣。
Booster今次真係順利分離、boostback、亦喺臨近海面如設計般做到landing burn，以預定中嘅軟著陸方式插落海。據SpaceX嘅Bill Gerstenmaier (Vice President of Build and Flight Reliability)講，落點位置係預定嘅0.5cm之內。
Starship喺太空中亦冇上次嘅失控情況，大家當時都密切期待飛行一個鐘之後重返大氣嘅情況。
重返大氣時，最終熱到至少燒穿咗forward flap嘅一部分，令落點有偏差。但即使穿到噉，依然可以郁得到同埋做到有限度嘅控制，船身亦無空中解體。
第五次試射 (2024–10–13)
上次booster表意令人滿意，今次就更大膽去嘗試返回發射塔接住。當然SpaceX都有兩手準備，只有電腦自檢查同埋Flight Director喺boostback階段前明確向booster電腦發出指令，先會返回發射塔，否則係如上次一樣落去墨西哥灣。
而今次booster表現堪稱完美。佢先以1500km/h以上嘅速度直插地面，大家都屏息以待以為今次會唔會又RUD，高速迫近到離地1~2km先至再撻著13個引擎，進行劇烈嘅landing burn減速。然後就如魔法般飄過去碌已經準備好嘅筷子，夾住，回收。
Starship方面，喺16000磈隔熱磚之下再舖咗一層犧牲性嘅隔熱棉做保險，加大任務成功機率。而今次四塊flap都有cam望住直播，雖然最終forward flap仍然喺鉸位有小部分燒穿，但從最終SpaceX可以喺放喺預定位置嘅海上浮標鏡頭影返住架Starship，睇得出應該離預定落點唔遠。喺最後關頭亦有如預期中成功執行翻轉動作，從平躺姿態翻身改以垂直方式軟著陸。
之後試射嘅方向
自第四次試射之後，新生產中嘅Starship已經移後咗forward flap嘅擺位，應該會喺下次試射使用，希望鉸位唔會再燒穿。
而至目前為止，Starship都只係進入sub-orbit而唔係可以環繞地球嘅orbit，目的係萬一失控都會自然跌返落地球，而如果入咗orbit就要喺太空中再撻引擎做deorbit burn先會重返到地球。
大家都諗緊，SpaceX下次會唔會做orbital flight test，甚至再大膽啲連Starship都重返發射塔呢？
Q&A
點解用筷子而唔如同Falcon 9噉用起落架著陸？
好耐之前10km低空測試，都係用起落架，點解唔繼續噉做？
留意返booster重返嘅時候都仲有250噸以上咁重，噉起落架結要幾堅固同幾多噸先頂得順？結構每重1噸，就意味住payload負載能力會少1噸。
因此Starship嘅理念係可以放喺stage zero (發射塔)嘅硬件就放喺stage zero，所以催生咗筷子回收嘅概念。包括booster最外圈20個引擎，都只能夠喺升空時撻火，唔可以喺空中撻火，因為外圈撻火用嘅輔助設備亦都全部放哂喺stage zero。
結冰堵塞係乜事？點解會有冰？點解都係液氧缸(LOX)出事、液甲烷缸(Methane)就冇事？
燃料用咗之後，要有氣體去填體返個空間（如果唔係咪真空？），而喺太空當中，需要嘅氣體又會喺邊度來呢？
液甲烷燃料會先經過引擎罩夾層用來冷卻佢（如果無冷卻個罩早就溶咗啦），之後先推動turbo pump同埋燃燒。但入turbo pump之前，就會抽小部分嘅已經幾熱下嘅甲烷送返去燃料缸入面做填充。由於都係純甲烷，所以唔會有乜嘢問題。
液氧缸方面，係先同少量甲烷混合，再推動液氧嘅turbo pump，之後再抽少量返去個液氧缸。呢啲部分燃燒過氣體，大部分係剩底未燃燒嘅氧，但仲有少量推動turbo pump後燒剩嘅二氧化碳同水。佢哋喺液氧嘅溫度下會固化成乾冰同冰，就係呢啲冰堵塞裡面嘅filter。
重用咁難做，點解搞咁多嘢去重用
因為…慳錢？SpaceX嘅Falcon 9第一節乞今已經成功回收過353次以上。2024年至今有有近90%嘅質量(mass)都係由Falcon 9射上去太空。
二來可以回收返來嘅話，就可以再檢查有乜嘢整得唔好，再整好啲，提高可靠性。否則次次都射後不理，更難知道有乜嘢係做得唔好。
而地球同火星每26個月先會接近一次，未來要喺火星建立基地，唔會係射一兩次就成事，而係要以百次計，而且係要把握喺幾個月之內射。先唔講錢，唔回收重用都整唔切咁多啦。
