北京时间 9 月 28 日，美国 SpaceX 公司的 " 星舰 " 第 14 次升空。起飞约 25 分钟后，第二级即星舰飞船首次进入高度 275 公里的近地轨道，部署了 26 颗 V3 版星链卫星。至此，在方案设想发布 10 年后，" 星舰 " 终于跨过入轨 " 门槛 "，正式进入实用化携带载荷发射阶段。不过，从运行表现和后续目标来看，" 星舰 " 距离成熟可靠仍然 " 道阻且长 "，还需要闯过一连串难关。

" 星舰 " 第 14 次起飞瞬间

本次飞行的 V3 版 " 星舰 " 直径 9 米，高 124.4 米，两级均使用液氧甲烷推进剂。其中，第一级被称作 " 超重型助推器 "，高 72.3 米，配备 33 台海平面版猛禽 3 发动机，起飞推力约 8240 吨。第二级高 52.1 米，底部居中设有 3 台海平面版猛禽 3 发动机，另有 3 台真空版猛禽 3 发动机安装在外圈。按设计，在两级完全复用状态下，V3 版 " 星舰 " 的近地轨道运力不低于 100 吨。

" 星舰 " 第 14 次试飞实现了多个 " 第一次 "，其中 3 项的含金量最高。

其一，" 星舰 " 首次真正入轨。星舰飞船起飞约 25 分钟后，由 1 台海平面版猛禽 3 发动机点火约 19 秒，将轨道近地点从稠密大气层内直接抬升到大气层外，进入高度约 275 公里的近地轨道。从此，" 星舰 " 进入全新的发展阶段。

其二，" 星舰 " 第一次在近地轨道上部署有效载荷。起飞约 34 分钟后，26 颗 V3 版星链卫星被在轨星舰飞船的 " 发牌器 " 装置依次释放，很快展开太阳能帆板和相控阵天线，与地面建立通信连接并完成自检后，借助自带的电推进系统抬升轨道。

SpaceX 公司宣称，每颗 V3 版星链卫星下行容量约 1 太比特 / 秒，26 颗通信容量相加，相当于 10 次猎鹰 9 火箭部署的 V2 版改进型星链卫星总和。而且，本次 " 星舰 " 部署载荷重在验证，运力发挥较保守，后续有较大的提升空间。

V3 版星链卫星拍摄星舰飞船

其三，" 星舰 " 入轨后，第一次顺利完成离轨点火与受控再入，溅落在预定海域。要知道，假如不锈钢打造的星舰飞船滞留近地轨道，受稀薄的大气阻力影响，再入时机和落点不可控，对地风险难料。1979 年，美国 " 天空实验室 " 非受控再入，残骸散落澳大利亚西部，砸坏房屋，就是前车之鉴。

此外，本次完成任务的星舰飞船上有两块隔热瓦比较特殊，取自上一次试飞后溅落印度洋的星舰飞船。这也是 " 星舰 " 首次跨箭复用隔热瓦。

值得注意的是，尽管 " 星舰 " 大致完成了试飞目标，但这次任务并非完美无缺：

首当其冲的是发动机隐患。" 星舰 " 第一级起飞约 76 秒后，一台海平面版猛禽 3 发动机提前关机。而星舰飞船上升段遭遇了一台真空版猛禽 3 发动机提前关机，导致任务团队一度表示 " 不打算入轨 "，后续经过评估，决定继续尝试入轨。第一级在返场与落海阶段再次遭遇了发动机反推点火异常。

其次是任务时长大幅缩水。SpaceX 公司原计划让星舰飞船绕地球运行 6 圈，在轨飞行近 10 小时，落区设置在智利以西的南太平洋。但动力故障迫使任务团队决定将星舰飞船的在轨时间压缩到 3 小时，绕地球飞行不足 2 圈，最终溅落在夏威夷以北的北太平洋海域。将来，星舰飞船需要补充长时间在轨测试。

最后，" 星舰 " 仍未完成复用流程闭环。至今，V3 版 " 星舰 " 两级均未做到发射台 " 筷子 " 机械臂捕获回收，更没能验证快速翻修后复用。

总体来看，本次发射证明，" 星舰 " 能够入轨投送载荷、安全离轨再入，朝着正式服役更进一步，称之为 " 基本成功 " 并不为过。

距离成熟还有多远？

" 星舰 " 入轨堪称重大突破，但后续科研人员仍需努力攻克多重难关。

首先要解决的是发动机可靠性问题。猛禽 3 发动机采用液氧甲烷推进剂和全流量分级燃烧循环模式，推力强劲，燃烧清洁，但结构复杂，燃烧室追求高压高效，可能会遗留隐患。

本次试飞中，星舰飞船发动机出现异常

" 星舰 " 采用多台发动机并联设计，显著提高了动力冗余：个别发动机出现异常时，其他发动机通过增大推力、延长燃烧时间等手段进行补救，提高任务成功率。但动力冗余不是 " 免死金牌 "，一款成熟可靠的火箭不应该总是寄希望于类似 " 惊险过关 "。V3 版 " 星舰 "3 次试飞中，普遍遭遇发动机异常关机或点火失败。这究竟是偶发的零件失效、制造缺陷，还是推进系统潜藏更深层的隐患，有待深入研究。

而且，" 星舰 " 仍未战胜长时间在轨和加注推进剂这两大挑战。

本次试飞中，星舰飞船原计划开展持续近 10 小时的太空环境压力测试，涉及工况热环境考验、低温推进剂在轨管理、姿态控制、电源可靠性等。更进一步，" 星舰 " 将演练在轨大规模加注低温推进剂，多艘星舰飞船会依次对接、转移推进剂并安全分离。未来，" 星舰 " 将参与载人登陆月球、火星任务，必须迈过上述技术 " 门槛 "。

后续，V3 版 " 星舰 " 准备打通全面回收与快速复用流程。" 星舰 " 计划于 11 月开展第 15 次试飞，最重要的目标是 " 筷子 " 机械臂首次尝试捕获星舰飞船，马斯克声称，其成功率为 50%～60%。如果进展顺利，SpaceX 公司争取在第 16 次发射 " 星舰 " 时使用肯尼迪航天中心的新建工位。

" 星舰 " 除了解决发射频率问题，发射场问题也有待解决。现役唯一的 " 星舰 " 发射基地和正在改造的传统发射台显然无法实现 " 至少每天 1 次飞行 "，而这只是 SpaceX 公司的中期目标。

为此，SpaceX 公司宣布，计划投资 1000 亿美元，建设庞大的 " 星舰 " 基地，规划设置至少 12 座发射塔，配套推进剂生产和火箭翻修厂房、发电厂、航运码头、机场等，最早将于 2029 年首次发射。

尽管 SpaceX 公司频繁宣传 " 星舰 " 任务的宏大愿景，但当前 " 星舰 " 发射最直接的买单方是星链星座。

迄今，星链卫星累计发射约 1.3 万颗，在轨运行约 1.1 万颗，仍难以满足不断增长的用户需求。有分析认为，更大更重的 V3 版星链卫星在轨数量达到约 1000 颗的 " 临界值 "，才有望促使该星座整体服务显著改善。这至少需要 " 星舰 " 发射 10 余次，再考虑到大量早期星链卫星陆续达到设计寿命，" 星舰 " 的发射频率有必要持续加速，不断缩短复用周期。

美国猎户座载人飞船有望于 2027 年三季度在轨对接基于星舰飞船研发的载人登月舱

另一方面，" 星舰 " 对美国 " 重返月球 " 时间表影响很大。基于星舰飞船研发的载人登月舱一度成为 " 阿尔忒弥斯计划 " 的首选，整体进度却一再推迟，迫使整个计划重组：2027 年三季度，猎户座载人飞船有望在近地轨道上演练先后与 2 款商业载人登月舱对接，以便 2028 年争取实施载人登月任务。在这种 " 竞争上岗 " 压力下，" 星舰 " 项目团队既要加紧研发、试飞载人登月舱，又要尽快测试 " 太空加油 "，完善载人登月舱奔月途中多次 " 加油 " 方案。

SpaceX 公司上市后，" 星舰 " 被赋予更多宏大叙事愿景，包括规划部署 100 万颗算力卫星的 " 星智 " 项目、" 点对点 " 太空运货业务、建设月球和火星城市计划等。但一切愿景的基础是高频次发射、回收、复用，而 " 星舰 " 作为 SpaceX 公司投资最大的火箭项目，累计投入已超过 150 亿美元，是猎鹰 9 火箭类似投入的 30 倍以上，经济压力、任务重担和投资者信心都不允许 " 星舰 " 继续拖延太久。

总之，回望 " 星舰 "3 年多试飞历程，始终是在挫折中迭代。入轨部署载荷只是一个新起点，未来提升动力可靠性、长时间在轨测试、" 太空加油 "、塔架回收、提高发射频率等挑战重重，还未到庆功时刻。

来源 /《中国航天报 · 飞天科普周刊》