SpaceX最强星舰升空 展开史无前例壮举之旅

美国太空探索技术公司（SpaceX）于美国东部时间周五（11月13日）傍晚，从其位于德克萨斯州美墨边境附近的星舰基地（Starbase）成功发射有史以来体积最大、推力最强的运载火箭“星舰”（Starship），正式展开迄今最具雄心的第15次试飞。

在获得美国联邦航空管理局（FAA）的最终批准并顺利升空后，这次长达22小时的任务计划完成火箭史上从未完成过的壮举：其一是挑战全箭双重回收，其二是首次利用名为“机械哥斯拉”（Mechazilla）的发射塔及其一对绰号“筷子”（chopstick）的机械臂，同时对第一级助推器和兼作飞船的第二级火箭实施空中夹取。

然而，试飞过程随即迎来变数：尽管“超重型”（Super Heavy）助推器在升空初期进展顺利，并在32台发动机全速运转下度过了“最大动压点”（Max Q）及依靠上部飞船自身发动机推力强行挣脱的“热分离”（hot staging）关键时刻，但SpaceX最终选择取消了助推器的发射塔捕获回收，任由其在墨西哥湾溅落。这表明“星舰 V3”（Starship V3）此前在历次试飞中遭遇的发动机问题，或许尚未完全根除。

不过，上部的“星舰”飞船随后状态强劲，顺利获得任务控制中心批准点火，成功将自己送入轨道，并在最高时速达到约28,163公里的同时，开始像高科技糖果机一样通过狭窄缝隙释放26颗新一代“星链V3”（Starlink V3）卫星。

挑战“圣杯”：从助推器到轨道飞船的完整回收

如果此次任务一切顺利，这将是人类航天史上首次将入轨火箭的每一个部件悉数回收，以供循环再利用。SpaceX此前已成功完成过三次“超重型”（Super Heavy）第一级助推器的发射塔捕获回收，而本次试飞不仅将首次尝试捕获高达72米（236英尺）的升级量产版助推器，更把目光锁定在长达52米（171英尺）的上部“星舰”飞船上。两者组合后总高度达124米（407英尺）。

“在航天界，要么是火箭，要么是飞船。我们正试图制造一种既是火箭、又能像飞船一样运作的飞行器。”SpaceX首席火星着陆高级工程师拉尔斯‧布莱克莫尔（Lars Blackmore）指出，传统航天发射中，负责把太空舱推进轨道的“第二级火箭”与载人飞船是分开的——飞船最后靠降落伞落海回收，但造价高昂的第二级火箭每次都会在重返大气层时烧毁或坠海，历史上从未有任何火箭拥有过可重复使用的第二级。而“星舰”飞船则将两者合二为一，它既是能装载卫星和宇航员的太空飞船，本身也是火箭的第二级。

过去就曾以重复使用“猎鹰”（Falcon）系列火箭第一级而闻名的SpaceX，每次飞行也必须丢弃第二级。因此，此次若能将第二级飞船也完整回收，便意味着实现了火箭“完全可重复使用”的技术“圣杯”。

SpaceX发射业务副总裁基科‧东切夫（Kiko Dontchev）表示，规模化的基础设施加上火箭的完全复用，正是“实现发射次数从零到10、到100、到1,000、到10,000，乃至100,000次的飞跃”的关键。SpaceX首席执行官埃隆‧马斯克（Elon Musk）认为，这种高频且稳定的发射节奏，将为建造月球基地以及将人类送上火星铺平道路。

然而，回收飞船的难度远超助推器。“超重型”助推器返回着陆前的速度仅约每小时6,000公里；而“星舰”飞船在完成轨道任务后，将以超过20倍音速、高达每小时28,163公里的轨道速度呼啸返航，从太空真空切入地球厚重的大气层，并承受极端高温与空气动力压力，最终精准降落在“机械哥斯拉”发射塔的“筷子”机械臂内，实现受控垂直着陆。

22小时轨道任务时间表与硬件升级

此次试飞将使用最新一代原型机“星舰V3”（Starship V3）。此前“星舰”曾面临一连串发动机提前关闭或未能重新点火的问题，前14次试飞的飞船部分最终均落入海洋或化为残骸。美国国家航空航天局（NASA）“阿耳忒弥斯”（Artemis）项目经理杰里米‧帕森斯（Jeremy Parsons）此前透露，SpaceX已针对第15次试飞准备了永久性的硬件改进以及升级版“猛禽”（Raptor）发动机。

根据飞行计划，这次长达22小时的试飞关键节点如下：

升空与助推器回收（T-0至T+6分35秒）：火箭点火升空约2分20秒后，“超重型”助推器与上部飞船分离；升空6分35秒后，助推器将重新点燃13台发动机，率先返回南德克萨斯州的“机械哥斯拉”发射塔，由“筷子”机械臂夹住回收。

入轨与卫星部署（T+26分10秒至T+1小时15分）：飞船点火进入约275公里高的轨道，并开始部署26颗最先进的“星链”（Starlink）互联网卫星，整个部署过程约耗时40分钟。

绕地飞行与健康检查（T+1小时27分至T+20小时41分）：飞船将绕地球飞行15圈，期间SpaceX将进行三次系统健康检查。若出现异常，公司保留让飞船在夏威夷或智利海岸附近提前离轨溅落的选项。

历史性飞船捕获（T+21小时35分至T+22小时32分）：若一切正常，飞船将于周六执行离轨点火，经历极端高温再入大气层后，在发射后约22小时32分点火减速并转为垂直姿态，精准降落在“机械哥斯拉”发射塔的机械臂内。为确保安全，监管机构已将墨西哥湾至古巴以南的广大海域划为上升阶段禁航区，并将在周六飞船返航前清空发射场周边区域。

登月竞赛

此次试飞的成败也牵动着美国重返月球的时间表。NASA已向SpaceX支付数十亿美元，计划利用“星舰”执行载人登月任务，而杰夫‧贝索斯（Jeff Bezos）旗下的蓝色起源（Blue Origin）则是另一大竞争对手。

按照计划，宇航员将在明年夏天的“阿耳忒弥斯3号”（Artemis III）任务中，在绕地轨道演练太空舱分别与蓝色起源的“蓝月”（Blue Moon）着陆器和“星舰”对接，为最早于2028年实施的“阿耳忒弥斯4号”（Artemis IV）载人登月奠定基础。NASA预计将在登月任务前一年最终决定选用马斯克还是贝索斯的着陆器。（本文参考了CNN和美联社报道）