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访谈 SpaceX 17:06

关于星舰的一场对话

机器翻译,已尽力保留原意与数字

内容摘要

蒂姆·多德在博卡奇卡与马斯克进行一对一访谈,讨论星舰的设计、猛禽发动机和火星计划。

中文实录

100 个段落

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第 1 段

嗨,是我,蒂姆·多德,也就是“日常宇航员”。昨晚,埃隆·马斯克向全世界介绍了SpaceX星舰研发的最新进展。我跟你们说,那场活动太精彩了。我们了解到很多非常酷的细节。不过,我还是有点难以理解这个项目推进的速度,这简直前所未闻。要是有人能再回答我几个关于这个项目和星舰的问题就好了。

第 2 段

这件衬衫不错。

第 3 段

最近怎么样?谢谢,你知道,全流量分级传导,不是个坏主意。介意给自己戴上麦克风吗?[蒂姆旁白] 埃隆夸完我的衬衫后,我们给他戴上麦克风,让摄像机开始拍摄。现在,对于刚来到我频道的观众,我们接下来会深入探讨一些相当专业的火箭科学;如果你听不懂,也不用担心。

第 4 段

继续关注我的频道,我保证会把我们谈到的所有东西都讲明白,比如全流量分级燃烧循环和气塞式发动机。这次访谈中有些部分,我起初其实没打算发布,但后来觉得,我能做的最好选择其实就是把整个访谈原原本本地放出来,不作剪辑,只用一台摄像机拍摄,这样你就能感觉自己当时就在我们身边。

第 5 段

对,首先,非常感谢你愿意和我聊,你知道,我是说,我们现在就在你这头美丽巨兽的下面。

第 6 段

对,太疯狂了,你能相信它居然已经出现在这里了吗?

第 7 段

我一个月前来过,当时就站在这里,确切地说也不是,就在围栏另一边。你知道,那时你们有一根管子和一根尖头管子,而现在你们已经造出了这个!我是说,你们是怎么,你们是怎么做到的?纯靠意志力吗?每个人都如此坚定地奔着这个目标去吗?

第 8 段

我不知道,我觉得自己学到了很多关于如何加快进度的经验。然后我把这些经验……传递给了SpaceX团队,而SpaceX有一支才华横溢、工作极其努力的团队。事实上,我有时会想,也许SpaceX才华出众的人太多了。我们好像……你知道,人才太多了,简直像是在垄断人才市场之类的。

第 9 段

你知道,这是一群才华横溢、工作极其努力的人,而且……总的来说,我们采取的思路就是,如果一项设计耗时太久,那这个设计就是错的,因此必须修改设计,以加快进展。高级研发中最根本的错误之一,就是即便某个设计非常复杂,仍然坚持采用它,而不努力删减零件和流程。

第 10 段

这一点极其重要。所以,我们改用钢材,就是因为先进碳纤维方案耗时太久。

第 11 段

对,对,而且你绝对不会掉进沉没成本谬误的陷阱。你简直就是“这显然是未来的新方向,那我们马上转过去”先生。

第 12 段

对,它属于未来吗?如果它不属于未来,谁在乎呢?

第 13 段

对,对,而且你们确实这么做了。我是说,看看去年的DearMoon,当时你们大概正处在研究如何实现眼前这个东西的那种尴尬阶段。你知道,你们当时还有碳纤维芯模……

第 14 段

我觉得当时我们甚至还没采用钢材,我想我们仍在走原来的路线。DearMoon那件事是什么时候?

第 15 段

差不多正好一年前。

第 16 段

那是在改用钢材之前。

第 17 段

对,你们,我是说,你们展示了碳纤维芯模和其他所有东西,而且你们,你知道,对此很兴奋,但突然间我们看到你们转向了——我去年10月取消了碳纤维设计。

第 18 段

对,所以就是在那之后不久。

第 19 段

对……

第 20 段

你知道,人们不明白的是,你就是首席工程师,你真的是坐——真的,是这样。我其实曾和一个朋友吃晚饭,他问:“那么,SpaceX的总工程师是谁?”我说:“是我。”“不,不,”他说,“不是你,到底是谁?”

第 21 段

,好吧,要么这个人极其没有架子,要么,我也不知道,你知道。不过话虽如此,你知道,我以前其实常对团队说:“每个人都是总工程师。”这一点极其重要,每个人都必须从整体上了解飞行器内所有系统的工作原理。

第 22 段

这样你就不会进行系统自身优化,因为这种情况会自然发生。你可以看到组织上的错误,产品错误反映了组织错误。所以,本质上你会发现,无论你设置了哪些部门,部门所在的位置就会成为系统接口所在的位置。

第 23 段

对。

第 24 段

一个部门不会考虑去掉某个东西,也不会质疑约束条件,而是会按照另一个部门给出的约束条件来设计,却不对那些约束提出质疑,不会说:“那些约束是错的。”而你实际上应该采取这样的思路:别人交给你的约束条件,必然在某种程度上是错的,必然在某种程度上是错的,因为与之相反的情况就是它们完美无缺。

第 25 段

对,而那永远不可能。

第 26 段

就像你刚才说的,这个零件成为柏拉图式完美理想形态的概率是多少?零。好吧,基本就是这样。所以,要质疑你的约束条件。把这些约束交给你的人是否获得过诺贝尔奖并不重要,他们给出的约束也会错,甚至我们自己的标准有时也是错的。所以,要质疑你的约束条件,这一点极其重要。还有一件事,比如你问:“聪明的工程师会犯哪些错误?”聪明工程师最常掉入、也最严重的陷阱之一,就是去优化一个根本不该存在的东西。

第 27 段

对,所以他们就会一直坐在那里,围着那个东西反复打转,却不问:“我们最初为什么要有这个东西?”

第 28 段

完全正确。所以,当你上大学学习物理或工程时——我学的是物理——你必须回答教授交给你的问题,你不能说:“这个问题是错的。”

第 29 段

对,对,对,是的。

第 30 段

但在现实中,我们拥有多得多的自由度。当你身处现实之中,你就拥有现实的全部自由度,所以你首先应该说的是:“这个问题是错的。”

第 31 段

对,而且你去年就是这么说的。我是说,你当时大概说过:“光是界定问题就花了我们很长时间,因为我们未必知道问题究竟是什么。”

第 32 段

界定问题花了很久。我是说,这就像《银河系漫游指南》。道格拉斯·亚当斯,也许是有史以来最伟大的哲学家,我觉得《银河系漫游指南》是有史以来最好的哲学著作。但他的书太深刻了,人们甚至理解不了。就像在《银河系漫游指南》中,地球是一台巨型计算机,而地球最终得出了答案——42。

第 33 段

对,没错。

第 34 段

而且,关于这个问题,所以生命是什么,生命、宇宙以及一切的答案是什么?答案是42。然后他们就说:“搞什么鬼,这完全说不通。”真正困难的其实是问题,答案反而简单。你需要一台强大得多的计算机来告诉你问题是什么。事实确实如此,当你能够正确界定问题时,答案相对来说就很容易了。

第 35 段

对,对。我还有一个问题想问你。我正在制作一个关于气塞式发动机的视频,会是一段大约1小时长的气塞式发动机视频,而且,你知道,它们就像火箭发动机里的转子发动机,你知道,就像转子发动机那样,它在某些方面有优势,你知道,比如你的——是啊,气塞式发动机,老兄,我跟你说——它们很酷,但你对它们最大的不满是什么?因为我正努力尽可能深入地了解,比如你为什么觉得它们,你知道,没有得到应用;而且很显然,我猜出于很多原因,你永远不会改用气塞式发动机……

第 36 段

你知道,我在内部问过这个问题很多次,比如:“各位,我们是不是,也许应该做气塞式发动机?”……挑战在于,所以……你会向观众解释什么是气塞式发动机吧?

第 37 段

哦,会的,你会出现在这段内容的结尾,我已经把前面全都铺垫好了,对,对。

第 38 段

不然大家会想,你知道,“你到底在说什么?”对吧?

第 39 段

你必须提高燃烧效率,所以,你知道,比如,一台火箭发动机其实涉及两个部分,你想让它做什么?你想让物质尽可能快地沿直线喷射出去。

第 40 段

是的,没错,把尽可能多的热能和压力能转化为动能。

第 41 段

是的,完全正确,所以首先是燃烧效率,也就是你达到了理论最高燃烧效率的百分之多少;然后是喷管效率,这实际上就是,你知道,你是否把流动拉直,让分子沿直线喷射出去,从而使你朝相反方向运动,也就是牛顿第三定律。

第 42 段

对。

第 43 段

使用传统燃烧室,你可以达到非常高的燃烧效率,因为分子都在里面四处碰撞,它们有时间结合并完成反应;然后当你让它们受阻通过喉部时,你知道,这会给它们更多结合的机会,所以你可以……比如,我们认为我们大概能达到90,肯定能达到98。

第 44 段

5,希望能达到理论燃烧效率的99%。这意味着,即使上帝亲自降临,把这些分子编织在一起,也只能比你高1%,好吧,也许高1.5%,所以,这已经是非常高的效率了。

第 45 段

因为采用了全流量分级燃烧。

第 46 段

全流量分级燃烧,完全正确,你进行的是气体与气体之间的相互作用,也就是让两股高温气体结合——对。

第 47 段

而且反应相对简单,唯一更简单的只有氢。但这里是CH4和O2,这相当简单,没有任何长链碳氢化合物;你知道,煤油里有长链,它们必须分解,再重新结合,完全就是一锅汤,你知道。对,这有点像晚餐的情形。

第 48 段

使用煤油很难达到高燃烧效率,所以当你比较,比如说,“液氧煤油发动机的理论值与甲烷发动机相比是多少?”煤油看起来其实比它实际的吸引力更大,因为使用煤油无法达到使用甲烷所能达到的高燃烧效率。

第 49 段

所以,你真正应该问的是:“实际可达到的燃烧效率乘以理论化学能是多少?”这才是真正的数值,而这正是甲烷开始显得非常出色的地方。

第 50 段

对,对。

第 51 段

比如,使用煤油很难达到96%的燃烧效率,甚至95%的燃烧效率也很难达到;但使用甲烷可以轻松达到98%,稍费些力就能达到99%。

第 52 段

那么,所以你并不认为——你现在等于直接给我剧透了——我们可能永远都看不到SpaceX制造出全流量分级燃烧循环气塞式发动机?

第 53 段

你知道,如果有人能证明我们错了,那会非常好。如果有人能解释说:“哇,你们的设计有一种办法可以做得更好”,这就是一份礼物。

第 54 段

对,对,对。

第 55 段

“谢谢你送来这份大礼,哇,这太棒了。”最糟糕的做法肯定是:“我们原本就想采用这个愚蠢的设计,而且要坚持这个愚蠢的设计”,那就太疯狂了。

第 56 段

对。

第 57 段

如果有人能证明采用气塞式发动机才是明智之举,我会非常高兴;如果是这样,我们就直接做气塞式发动机。

第 58 段

对,那就直接做气塞式发动机;它们一直没被采用是有原因的。(轻笑)就是这样。

第 59 段

但也许那个原因并不成立,你知道吗?因为此前也没有用于轨道飞行的甲烷发动机。

第 60 段

对吧?也没有飞行过的全流量分级燃烧发动机,对。

第 61 段

所以,既没有全流量分级燃烧发动机进行过飞行,也没有甲烷发动机进行过飞行,至少在火箭领域肯定如此。我想可能有过一些小型测试装置之类的东西,但没有真正的火箭。所以,不过我非常确信CH4是正确的燃料。也许气塞式发动机也是正确的,尽管以前没人这样做过;但你必须证明它不会影响燃烧效率,而且你还要证明,你要充分地把流动拉直。

第 62 段

以获得所需的膨胀比——对——没错,太棒了。

第 63 段

另外,如果你有一枚两级火箭,比如,我认为另一个问题是,你有一枚两级火箭,它的助推级主要在大气层内工作,而上面级主要在真空中工作,那么你就可以分别针对真空喷管和海平面喷管进行专门优化,然后你就会想:“为什么还需要气塞式发动机?”只有当你确实想要,想尝试实现单级、可重复使用时,你才会开始不得不求助于气塞式发动机。

第 64 段

对,没错,太棒了。与埃隆·马斯克聊气塞式发动机!非常感谢。

第 65 段

如果有人能这样指出来,我会非常高兴:“嘿,你没找准方向,你可以采用这种不同的方案,这会是更好的选择。”那将会是……谢谢,拜托了。

第 66 段

对,当然,绝对如此。嘿,再次感谢你抽出时间,回头见,很高兴认识你。(背景人声)哦,对,我们可能得拿走你的麦克风,我是说,我不知道,我之后可以给你开账单。再次为此感谢你——当然。

第 67 段

我得说,我去过IEC 2016,亲眼看到过,当时甚至有点尴尬,因为大家就像是——“你疯了”,而现在则像是,“嘿,看,我没疯。”(笑)——嗯,你知道,显然我是理智的,不过你知道,我是说……(背景交谈声)即使我整天都接触这些,还是会觉得“圣史密斯!”你知道,实在太疯狂了,你知道,竟然真的看到它在那里;而且我还上到了鼻锥里,我是说,我之后会发布这个,不过……

第 68 段

Jack Buyer的照片,Beyer拍到了一张你的照片,好像是你从里面探出头来的样子。

第 69 段

嗯,就像这是……我当时在里面的时候——哦,天哪,不会吧!啊,那些是头部储箱吗?

第 70 段

对。

第 71 段

所有电池都有,什么,6……

第 72 段

它们配有4块Tesla 100千瓦时电池。

第 73 段

对!

第 74 段

然后我们基本上就直接把它焊到了头部储箱上。

第 75 段

对。

第 76 段

哦,我们甚至都没谈到那个,你们基本上用的是Model 3电机,是吗?

第 77 段

对,用在那上面。我的意思是,我不太喜欢这个……我觉得我们应该,我们应该直接采用机电式方案。我想我们大概会在3马赫时改用纯机电式阀门执行器。目前是由电动机提供动力,就像Tesla的电机和电池,本质上是把液压油泵入蓄能器,然后液压活塞带动阀门。但如果直接让电机——直接这么做——用类似蜗杆传动的方式驱动阀门,会更简单。

第 78 段

太棒了。

第 79 段

而且现在头部储箱的做法也很荒唐,我们不该像装载货物一样携带头部储箱。我的意思是,我们希望头部储箱与尖端融为一体,所以说真的,直接利用尖端,把火箭尖端用作头部储箱的一半,并且本质上照着主储箱的结构,在鼻锥里做一个缩小版。所以,只要做两个穹顶——对。

第 80 段

然后把氧和燃料放在火箭尖端,不是,不是像装货物一样带着储箱,而是让储箱——直接集成进去,对吧?

第 81 段

对,就是大型储箱的迷你版——对,哦,这样你也不需要额外的舱壁之类的东西了,它就是直接集成到……对,对,对,明白了。

第 82 段

就像早期的火箭,比如V2之类的,你知道,燃料箱和氧储箱就像货物一样装在气动外壳里。

第 83 段

哦,真的吗?

第 84 段

对。在飞机和火箭发展的早期,推进剂储箱就像货物一样被装载——对。

第 85 段

现在的现代火箭、现代飞机,比如机翼本身就是一个做成机翼形状的燃料箱。

第 86 段

对,对,对。

第 87 段

对,头部储箱也应该这么做。

第 88 段

我太喜欢了,再次感谢。

第 89 段

谢谢。

第 90 段

谢谢大家。(笑)抱歉,我想我不是故意耽搁他这么久的。

第 91 段

[男士] 你为什么看着我?(笑)——[男士] 我是不是在催你结束?

第 92 段

(笑)没有,完全没有。

第 93 段

[男士] 最后每件事都来一句:“快点!”

第 94 段

我只是想把他赶出去,你知道吗?今晚一直在浪费我的时间,开玩笑的。呃,所以这太棒了!

第 95 段

实际上,我们还有很多问题需要得到解答,记得继续关注,因为我还会发布很多内容,解释我们谈到的一些话题。还有,抱歉讲了那么多关于气塞式喷管的内容,我本来没打算把那些全都放出来,因为那是我一直在制作的一期视频,不过无所谓了,我想你们今天算是提前看到气塞式喷管视频的剧透了,是我的错。

第 96 段

抱歉,在采访中我确实没多少时间谈热防护罩、超重型助推器,或者星舰内部可能是什么样子。不过,如果我们运气好的话,埃隆也许会继续在Twitter上向我们提供最新消息。或者,埃隆,你随时都可以来找我聊任何你想聊的极客话题,我很喜欢,我觉得你也很喜欢。

第 97 段

我最应该感谢的是我的Patreon支持者,你们帮助我把这份小小的热情和爱好变成了一项事业,没有你们,这就不会成为一项事业,所以非常感谢你们的支持。如果你想接触更多幕后内容、独家内容并获得访问权限,请考虑在www. patreon. com/everydayastronaut上成为Patreon支持者。谢谢大家。

第 98 段

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第 99 段

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第 100 段

谢谢大家,我这边就到这里。我是“日常宇航员”蒂姆·多德,为普通人把太空带回地球。(欢快的音乐)