SpaceX发布了星舰Starship第七次飞行测试（IFT7）的调查报告。报告称谐波响应（harmonic response）是导致星舰解体的最可能根因（root cause）。
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The most probable root cause for the loss of ship was identified as a harmonic response several times stronger in flight than had been seen during testing, which led to increased stress on hardware in the propulsion system. The subsequent propellant leaks exceeded the venting capability of the ship’s attic area and resulted in sustained fires.
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对于飞船失联的最可能根本原因是，在飞行过程中发生了比测试期间强度高出几倍的谐波响应，导致推进系统硬件承受了更大的压力。随之而来的推进剂泄漏超出了飞船阁楼区域的排气能力，最终导致了持续的火灾。
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“谐波响应”（harmonic response）通常是指在系统受到周期性激励（如周期性振动或周期性负荷）时，系统内部产生的反应或振动的方式。该现象在工程学、机械学、土木工程、航空航天等多个领域中非常重要，尤其是涉及到飞行器、机械结构或任何受周期性外力影响的设备时。
在物理学和工程学中，谐波（harmonics）是指周期性波动的不同频率分量。对于一个周期性信号，它不仅包含基频（即主要频率），还可能包含一些基频的整数倍，这些整数倍的频率被称为“谐波频率”。例如，在一个周期性振动中，如果主要的振动频率是10 Hz，那么其第二次谐波的频率将是20 Hz，第三次谐波的频率将是30 Hz，以此类推。
当一个结构或系统受到周期性负荷（例如周期性振动或波动）的影响时，系统将会对不同频率的激励做出反应。一个理想的弹性系统（如一根杆子或翅膀）在没有阻尼的情况下可能会以与激励频率相同的频率进行振动，这种响应被称为共振。然而，实际系统通常是具有阻尼和复杂结构的，这样会导致多个频率分量的振动，形成复杂的谐波响应。
在航空航天领域，飞行器（如星舰、火箭等）会受到大量周期性负荷和振动。例如，发动机运行产生的周期性推力波动、空气动力负荷变化等都会对飞行器结构产生振动。这些振动会根据其频率范围产生不同的谐波，飞行器的结构（例如机翼、推进系统、燃料系统等）必须能够承受这些周期性的激励，才能保证其在飞行过程中的稳定性。
具体的谐波响应影响：
- 共振现象：如果飞行器的结构的自然振动频率与外部激励的频率接近时，就可能发生共振。共振会导致系统的振幅大幅增加，进而可能导致结构疲劳、损坏甚至解体。
- 多次谐波响应：飞行器在经历不同的飞行阶段时，可能会同时受到多个频率的激励，这样会产生多个谐波频率的响应。这些响应可能会互相叠加，形成复杂的振动模式，这也增加了对结构材料和设计的要求。
在第七次飞行测试中，星舰遭遇了比测试期间更强的谐波响应。具体来说，这意味着在飞行过程中，某些频率的振动强度比预期的大得多，导致了推进系统硬件（如发动机、燃料管线等）承受了比之前更大的应力。这种过大的应力引发了推进剂泄漏，最终导致了持续的火灾和飞行器解体。
这种异常的谐波响应可能是由于以下原因之一：
- 飞行环境的复杂性：飞行器在不同的气动力和发动机推力条件下飞行，可能引发频率更强的谐波。
- 设计的局限性：尽管在测试过程中已经模拟了多种负荷情况，但在实际飞行中，某些频率可能产生比预期更强的激励，特别是在不同飞行阶段（如加速、减速、飞行高度变化等）交替时。
作为调查的一部分，SpaceX进行了为期60秒的静态点火测试，目的是测试多个发动机推力级别和猛禽真空发动机燃料管路的三种不同硬件配置，以重现并解决第七次飞行中出现的谐波响应问题。静态点火测试的结果促成了燃料进料管路、推进剂温度的调整，以及新操作推力目标的确定，这些措施将应用于下一次飞行测试。
根据SpaceX最新发布的消息，星舰Starship的第八次飞行测试（IFT8）预计最早将于2月28日进行。