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SpaceX星舰首次实现“筷子夹飞船”,但完全重复使用仍面临多重挑战
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IT 之家 11 月 15 日消息,据 Space.com 报道,SpaceX 的星舰(Starship)今日创造了历史,但要让这款巨型火箭真正实现全面、常态化运营,还有不少难关需要攻克。

当地时间 11 月 13 日(周五),星舰进行了第 15 次试飞,目标是完成一项前所未有的壮举:让火箭的两个组成部分 —— 超重型助推器(Super Heavy)和星舰飞船(Ship),全部返回美国得克萨斯州星际基地的发射塔,并由塔架上的两根机械臂,也就是俗称的 " 筷子 ",直接夹住回收。

最终,超重型助推器未能完成这一任务。周五晚间,由于出现燃料不足警报,助推器改变了原定回收方案,转而降落在墨西哥湾。

不过,星舰飞船成功完成了返回任务。当地时间 11 月 14 日(周六)下午,在升空 22.5 小时后,它平稳地落入发射塔机械臂的怀抱,完成了此前从未实现过的空中捕获。

截至目前,SpaceX 已经在此前的三次试飞中成功用机械臂接住超重型助推器,但从未成功捕获过星舰飞船,事实上,在周六之前,公司甚至从未尝试过这一操作。

捕获星舰飞船的难度和风险都更高。相比超重型助推器,飞船返回时飞行高度更高、速度更快,因此整个返回过程也复杂得多。

因此,周六对 SpaceX 而言无疑是一个具有里程碑意义的日子。

IT 之家注意到,SpaceX 发言人丹 · 胡特(Dan Huot)在周六的着陆直播中表示:" 这就是航天领域的终极目标:穿越烈焰急速坠落,最终被钢铁机械臂从空中稳稳接住。我们成功接住了一艘星舰,从现在起,一切都将发生改变。"

第 15 次试飞的任务规划也让外界提前看到了星舰未来的运营模式。按照 SpaceX 的设想,在正式投入运营后,超重型助推器和星舰飞船都将采用机械臂捕获的方式回收。这样一来,火箭就能迅速接受检查、维修和翻新,并再次投入飞行。

而 SpaceX 确实希望实现极高频率的重复发射。埃隆 · 马斯克(Elon Musk)曾表示,公司计划到 2030 年实现每年发射 1 万次星舰的目标,平均每小时发射次数将超过一次。

为什么需要如此惊人的发射频率?因为 SpaceX 计划建设的巨型卫星星座,规模将远远超过目前地球轨道上的任何系统。

例如,公司希望下一代星链(Starlink V3)宽带网络能够拥有 10 万颗卫星。而其规划中的 Starmind AI 太空数据中心星座,规模还要大 10 倍,计划部署 100 万颗航天器。

作为参考,目前 SpaceX 运营的现役星链网络,部署在近地轨道(LEO)上的卫星约有 1.1 万颗,而这已经是人类迄今建成的规模最大的卫星星座。

回收只是第一步,星舰还要证明自己能快速重复使用

当然,火箭回收只是实现重复使用的一部分。回收之后,还需要完成检查、维修和再次发射。

这也正是 SpaceX 目前仍有大量工作需要完成的地方:截至目前,公司还没有证明超重型助推器和星舰飞船都能实现快速重复发射。

SpaceX 此前曾两次重复使用超重型助推器。

其中,编号为 B14 的助推器最初于 2025 年 1 月执行第 7 次试飞任务,随后在同年 5 月的第 9 次试飞中再次升空。

编号为 B15 的助推器则先后执行了第 8 次和第 11 次试飞,发射时间分别为 2025 年 3 月和 2025 年 10 月。

不过,这些助推器两次飞行之间都间隔了数月。至于星舰飞船,SpaceX 此前还从未重复使用过任何一艘,因为直到周六,公司才在试飞任务中首次成功捕获飞船。

这种情况或许很快就会改变。在第 15 次试飞发射前,马斯克曾表示,SpaceX 希望能够重复使用星舰的两个组成部分。按照这一计划,本次成功回收的飞船未来仍有可能再次执行飞行任务。

从长远来看,预计星舰后续的试飞任务将越来越重视完整的重复使用能力。SpaceX 需要不断缩短火箭回收、检查、翻新和再次发射之间的间隔时间,逐步向每小时发射一次的目标迈进,当然,前提是这一目标最终能够实现。

未来几年,星舰的大部分发射任务可能都会用于建设星链 V3 和 Starmind 这两个巨型卫星星座。

不过,如果一切按计划推进,星舰还将承担载人深空探索任务。要实现这一目标,SpaceX 还必须解决另外一系列技术难题。

2028 年载人登月,还有两大技术难关

美国国家航空航天局(NASA)已经选定星舰飞船作为阿尔忒弥斯(Artemis)计划的首款载人登月着陆器。该计划旨在大约 2032 年前,在月球南极附近建立基地。

按照目前的安排,星舰将在阿尔忒弥斯 4 号任务中首次搭载宇航员前往月球南极附近着陆,该任务计划于 2028 年执行。

为了实现这一目标,SpaceX 需要为星舰飞船安装载人舱和生命保障系统。NASA 表示,公司目前正在推进相关工作,并已经取得了相当大的进展。

NASA 上个月发布的一份报告显示,SpaceX 有望按计划在今年年底前完成 "1 号舱 "(Cabin 1)的建造。这是一个按照真实尺寸制造的星舰载人舱地面原型,用于验证相关设计和技术。

不过,星舰还需要跨过另一道难关。

在所有深空任务中,星舰都需要在发射升空后,通过地球轨道上的一个专用燃料补给站完成燃料加注。这个补给站将由 SpaceX 负责建设。

原因很简单:如果星舰在发射时就携带执行深空任务所需的全部燃料,火箭将变得异常沉重,难以完成任务。

燃料补给站将由专门设计的星舰加油型飞船负责补充燃料。

目前尚不清楚,每次星舰深空任务究竟需要多少艘加油飞船前往轨道补给。外部专家提出的数字最高达到 22 艘,而马斯克此前给出的估计是 6 至 8 艘。

无论最终需要多少次补给,星舰都必须证明自己具备在地球轨道之外完成燃料加注的能力,而这项技术目前尚未经过实际验证。

而且,轨道加油并不只是让两艘飞船在太空中完成对接那么简单。

星舰发动机使用液氧和液态甲烷作为推进剂,因此在整个补给过程中,这两种推进剂都必须保持极低温度。这意味着 SpaceX 还需要解决低温推进剂在太空环境中的储存、转移等一系列复杂问题。

考虑到时间紧迫,SpaceX 很可能会在不久后开展首次轨道加油测试。

如果公司无法及时让星舰具备执行 2028 年阿尔忒弥斯 4 号载人登月任务的能力,NASA 可能会转而选择另一家商业航天公司的登月着陆器 —— 蓝色起源(Blue Origin)的蓝月(Blue Moon)。NASA 此前也已经与蓝色起源签订了阿尔忒弥斯计划相关任务合同。

总的来说,第 15 次试飞无疑是星舰和 SpaceX 的一次重大胜利,但距离真正实现全面重复使用、快速发射以及载人深空探索,仍有大量工作要做。

未来几周乃至几个月,SpaceX 能否进一步推进助推器重复使用、星舰再次飞行和太空轨道加油等关键技术,将是值得外界关注的焦点。

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