马斯克的大火箭正第三次挑战太空，还没炸

刚刚，北京时间21时25分，美国太空探索技术公司（以下简称“太空探索技术公司”）研制的代号为“星际飞船”的重型运载火箭在得克萨斯州自建发射场进行了第三次试验性发射。

截至本文发稿时，试飞仍在进行中，已完成的步骤包括:

接下来，S28将进行三次重要的在轨测试。如果一切顺利，在起飞40多分钟后，星舰二号将重新进入地球大气层。高度为50米的巨大航天器回到地球的怀抱，猛烈地摩擦着稀薄的高层大气，就像一颗流星，在印度洋的天空中划出一道光空。

这将是自2011年航天飞机退役以来，这种规模的可重复使用航天器首次重返大气层。

星际飞船第三次实验发射的时间安排

与星际飞船前两次不完美的测试发射相比，第三次发射至少在目前看来在飞行的前半段相当成功，这使星际飞船的研发向前迈进了一大步。

自上次发射以来的四个月“归零”期间，一直秉承“快速迭代”理念的太空探索技术公司再次对星舰进行了升级，而从载人登月开始，星舰还面临着多少坎坷的挑战。今天，我们就来一一盘点。

星舰S28和B10组合|太空探索技术公司

回顾前两次飞行，每一次“轰炸”都取得了进展。

星舰全箭直径9米，高121米。箭体的主要材料是不锈钢。

第一级被称为“超重型助推器”，高71米，可装满3400吨推进剂。总起飞推力达到惊人的7590吨，是阿波罗计划中使用的土星五号重型火箭的两倍多。

第二级实际上是一艘特殊的宇宙飞船，高约50米，有1200吨推进剂和1500吨推力。第二级顶部装有类似航天飞机的可伸缩载荷舱，迎风面覆盖隔热瓦，具有载荷下行和回收的能力。

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星际飞船S28+B10 |从星际飞船基地大门看到的太空探索技术公司。

为了驱动巨大的箭头，星舰在第一阶段使用了33架水平推力为230吨的猛禽，在第二阶段使用了6架猛禽，其中3架是真正空猛禽，真正空推力为285吨。

作为第一个实用的全流量分级燃烧循环发动机，太空探索技术公司声称在猛禽的帮助下，星际飞船可以在近地轨道上实现不低于150吨的可重复使用能力，而一次性发射能力可以高达250吨。

2023年4月20日，星际飞船进行了首次试射。火箭上升空后不久，发现有三个发动机工作不正常。火箭起飞后，坚持了62秒，从第85秒开始，火箭失去了推力矢量控制，开始旋转，飞行到离地面39公里的高度。当时，发射团队选择自毁火箭，但系统出现延迟，火箭解体需要40秒，发射失败。

首次试射时处于颠倒状态的星际飞船

7个月后的11月18日，星舰进行了第二次试射。这一次，头等舱飞行代码B9正常，多达33台发动机成功点火并正常工作，直到分离。随后，新设计的火箭“热分离”系统成功分离了火箭的第一级和第二级。

但随后第一级在回收点火过程中突然爆炸。之后，代号为S25的“星际飞船”正常飞行了约6分钟，但在接近燃烧殆尽并关闭时突然自毁并失去联系。

在这次发射中，一级中的33台发动机实现了“翻身仗”，工作非常完美。虽然在回收阶段出现了异常，但在上升阶段，星际飞船已经大大超过了前苏联的N-1重型运载火箭，后者曾经发射了4次炮弹，轰炸了4次。太空探索技术公司成功打破了单核多并联不可靠的魔咒，N-1的精神终于可以关闭了。

在第二次测试中，33架一流的猛禽同时点火，工作可靠|太空探索技术公司

关于第二次试验“归零”的报告。

尽管去年年底的第二次试射取得了明显进展，但无论是安全控制启动导致的自毁还是其他原因导致的爆炸，火箭都相继爆炸。太空探索技术公司一反常态地对爆炸原因保持沉默，对此也有不同意见。直到2月27日，发射三个月后，太空探索技术公司才发布文件安排第二次试验。

在星舰的第二次试射中，第一级上的所有33台猛禽发动机首次成功启动并在整个上升过程中正常工作。星舰随后成功进行了热分离，这是这一技术首次成功应用于如此规模的火箭。

热分离力矩| NasaSpaceFlight

两级分离后，火箭第一级启动返回点火，并向第一级33台猛禽发动机中的13台发送命令，将火箭推至预定着陆位置。在这个点火过程中，几个发动机开始关闭（出乎意料地），然后一个发动机发生剧烈故障（应该是爆炸），这一快速连锁反应导致了整个阶段的爆炸（RUD）。

太空探索技术公司认为，火箭第一级爆炸最有可能的原因（请注意，这里的词是最有可能、最有可能的根本原因）是向发动机供应液态氧的过滤器被堵塞，这导致发动机氧化剂涡轮泵的进气压力降低，因此发动机发生故障，最终导致火箭爆炸。

从那以后，太空探索技术公司改进了B10液氧罐的硬件以提高推进剂的过滤能力，并改进了发射过程以提高可靠性。

分离后，星舰的第二级成功点燃了所有6台猛禽发动机并正常爬升。直到飞行约7分钟后，过量的液氧推进剂才按计划排出。由于测试发射没有装载有效载荷，星舰被加注了过量的推进剂以收集未来装载有效载荷条件下的飞行数据，这些推进剂需要在飞行中途释放以满足溅落在海面上时的推进剂质量目标。

当启动液氧通风口时，星舰后部的泄漏引发了火灾，导致星舰飞行控制计算机的通信中断，并导致6台发动机提前异常关闭。随后，星舰安全控制系统检测到它违反了任务规则，并触发了自毁系统，导致星舰解体。当时，星际飞船的高度约为150公里，飞行速度约为每小时24000公里。

星际飞船的第二级还没有完全解体，仍然有一些鼻锥重新进入|AstronomyLive。

另一方面，作为星舰“零级”的发射塔，首次飞行测试后升级的水冷钢板符合预期，只需少量维护和翻新即可进行下一次发射。

第二次试烧后的水冷钢板系统状态良好|太空探索技术公司

第二次试射后，太空探索技术公司在美国联邦航空局的监督下进行了调查。层出不穷的问题让太空探索技术公司R&D团队陷入了“按下葫芦浮起瓢”的窘境。但令人欣慰的是，后续每次试射的整改项目都在减少，火箭的状态也越来越稳定。

随着第二次试射“归零”的结束，第三次发射的改进项目也浮出水面。

三项新测试，不间断的小改动

星舰的第三次发射计划与前两次基本相同。两级顺利分离后，火箭第一级像猎鹰9号火箭第一级一样完成了掉头、点火和反推等过程。然而，出于安全考虑，一级星舰并没有飞回发射场进行捕获和回收，而是坠落在离发射场不远的海面上，启动发动机进行反推，慢慢坠入大海。

仍在飞行的星际飞船的第二级将在绕地球飞行约半圈后重返大气层，并以类似航天飞机的方式返回。在经受住再入高温后，隔热瓦将保护第二级不会滑翔进入大气层，最终坠入印度洋完成验证任务。

尽管总体发射计划结构没有改变，但太空探索技术公司一直坚持“以飞代测”的理念，每次发射测试都集成更多的测试项目，并逐步改进星际飞船的设计和测试数据。与前两次发射相比，第三次测试发射的任务内容增加了三个测试项目，这对未来星舰登月至关重要。

在第三次发射中，我们必须首先尝试打开和关闭前两次发射中焊接的星链释放舱口。但由于它还没有真正进入环地球轨道，因此不可能真正释放星链，否则可以一窥星舰目前的实际运载能力。

星际飞船的星链展开舱门打开|每日宇航员

星际飞船的星链展开门打开后的内部透视图|每日宇航员

然后进行低温推进剂的转移试验，但不是在两艘星舰之间进行，而是在星舰的主贮箱和头部贮箱之间进行，以便为后续的大规模在轨加油做准备。这不仅是美国国家航空航天局的付费验证示范项目，也是实现星际飞船登月的必备技能。如果我们不能跨越这个障碍，星际飞船登陆月球将无异于痴人说梦。

推进剂转移示意图| CB3D

最后一个项目是“猛禽”的第二次点火（离轨点火），之前在亚轨道测试中也做过，但在卡门线之外还是第一次。

值得注意的是，这次发射仍然是严格意义上的亚轨道发射——预期轨道的近地点只有50公里。即使不进行离轨点火试验，星舰也无法达到“绕地球一圈”的基本条件。

然而，在离轨点火后，星际飞船的速度将降低100米/秒，星际飞船的再入轨迹将更加陡峭，它将在起飞仅45分钟后再入大气层。这个设计任务是考虑到即使二次点火失败，星际飞船仍将重新进入大气层并落入无人海上着陆区。

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预定着陆区在澳大利亚和印度之间的海域

此外，太空探索技术公司号第三次试射还改进了加注系统，将此前的1.5小时缩短至一半。现在，注入近5000吨过冷低温推进剂仅需约45分钟，是猎鹰9号火箭的9-10倍，但加注时间与猎鹰9号火箭基本相同。缩短加注时间不仅有助于控制推进剂的温升，减少推进剂的蒸发和浪费，还有助于充分利用过冷高密度装载更多推进剂，提高火箭性能。

此外，根据过去水冷钢板的成功经验，发射台还进行了隔热加固。

尽管星际飞船大体上已经定型，但其具体结构仍在修改和迭代中。根据事故调查报告和整改信息，太空探索技术公司进行了17项整改。经过两次测试镜头的非官方比较分析，实际上有超过17项改进。

只有火箭的一级改进值得一提，包括栅格舵的结构优化，用于传输遥测数据的星链终端也进行了改进。坦克的顶部和底部结构也进行了优化。火箭提升的支撑点也进行了一定程度的修改。

最重要的是推进剂的流体管理。在一级爆炸的最后一次飞行试验中，车间里有人分析，剩余推进剂在掉头时的大幅度晃动产生的水锤效应可能是一级爆炸的罪魁祸首。虽然最终报告是针对过滤系统的，但太空探索技术公司可能根据外壳上额外的焊点增加或改进了水箱内的防晃挡板。

S28增加了一个卫星链天线|每日宇航员

一级舱顶部和底部结构的变化|每日宇航员

另一方面，就中学水平而言，从S25到S28的变化比从B9到B10的变化大得多。

S28的发动机回转机构赶上了B10的改进，由液压驱动改为独立电机驱动。这不仅简化了结构，而且降低了重量和共因故障概率，发动机摆动控制的集体故障不会再次发生。

隔热瓦的分布也发生了明显变化，但零星脱落仍不可避免。第二级还增加了一些卫星链天线，传输的数据量将相当可观。此外，还增加了用于飞机的静电放电刷。在液氧罐的外侧还可以看到一圈加强筋。上次引发火灾的液氧通风口也进行了优化。

改进型液氧通风口|每日宇航员

推进登月进度，做登月试验。

2021年，美国国家航空航天局宣布太空探索技术公司被选为美国“阿尔忒弥斯”重返月球计划中“载人登月舱”的第一个供应商，并将在“阿尔忒弥斯-3”任务中执行首次载人登月。其设计方案是在星际飞船二级改造的基础上，专门用于登月的改版“登月舱”。

星际飞船项目关系到太空探索技术公司的生死。虽然这三次试验发射取得了很大进展，但要实现成为载人登月舱的目标还有很长的路要走。

在最后一次测试发射后，星际飞船登月舱的研发进度仍在快速推进。2024年2月，美国国家航空航天局发布了一份特别文件，介绍太空探索技术公司飞船登月舱的研发进展。其中，R&D团队正在测试星际飞船登月舱的全尺寸对接接口。在随后的实际登月中，星际飞船将与猎户座载人飞船或与月球门户空对接，以运送宇航员。

由于APAS对接系统的成熟，以及太空探索技术公司在货运龙飞船和载人龙飞船方面有多年的操作经验，这部分可谓轻车熟路。

美国国家航空航天局声称测试包括200多个不同接近角和速度的对接场景。这些全尺寸硬件的真实测试结果验证了登月舱对接系统的计算机模型，可以执行后续的在轨对接任务。

太空探索技术公司和美国国家航空航天局共同测试星际飞船|美国国家航空航天局的对接装置

登月星际飞船（右）和猎户座飞船（左）对接示意图|Vooper3D

除了对接之外，高大的星际飞船还使原始阿波罗计划中由梯子完成的“上岸”成为一个问题。因为星际飞船的登月舱有50米高，宇航员所在的生活舱离地面高达33米，相当于10层楼高。在这种高度下，传统的阿波罗梯子攀爬模式几乎不可能实现，因此配备电梯势在必行。

上个世纪，阿波罗计划的登月舱离地面很近，宇航员可以用梯子爬下登月舱|美国国家航空航天局

最近，太空探索技术公司和美国国家航空航天局联合测试了星际飞船的“概念电梯”，该电梯将用于“阿尔忒弥斯-3和4”任务。吊舱空非常丰富，不仅可以搭载两名宇航员，还可以放置货物。

美国国家航空航天局发布的关于星际飞船升降机概念测试进展的消息|美国国家航空航天局

宇航员乘电梯登陆月球表面|美国国家航空航天局

除了对接和电梯，美国国家航空航天局还声称太空探索技术公司已经通过了空之间发电、通信、制导和导航、推进、生命支持和环境保护所需的各种硬件测试，并完成了登月舱项目的30多个里程碑节点。

另一消息来源称，太空探索技术公司正在测试星际飞船登月舱的小型着陆引擎。目前已经生产了37台着陆发动机，但具体名称不详。该发动机还使用了液氧和甲烷的组合，其推力是载人龙飞船逃生时使用的“超级天龙”发动机的两倍。该发动机用于星际飞船在月球表面着陆期间的姿态调整和减速。预计将按圆形排列安装24个登月舱，这些登月舱相互冗余，产生的总推力为379吨。

星际飞船2024-更多的测试发射，更多的发射台

为了实现将星际飞船用作登月舱的目标，太空探索技术公司需要设计一种专门用于储存和运输低温推进剂的星际飞船在轨加油版本。为了建造航天器登月舱本身，必须对月球环境进行大刀阔斧的修改和优化。

上述配置最关键的前提是实现星际飞船廉价、快速、可靠的回收和再利用，这是星际飞船项目的核心挑战，也是快速迭代的最终目标，实际上也是最困难、最耗时的一步。

随着测试发射的进展，这些挑战需要在今明两年逐步解决，否则将很难赶上美国登月的进度。

基于星际飞船的“阿尔忒弥斯-3”任务架构相当复杂|美国国家航空航天局

美国国家航空航天局3月发布的最新版“阿耳忒弥斯”任务时间表显示，星际飞船的无人登月演示已推迟至2026年（红圈）|美国国家航空航天局。

目前，根据美国国家航空航天局的最新时间表，Artemis -3首次载人登月任务的最早发射日期是2026年，但业界普遍认为这一日期过于乐观——行星船登月舱的无人登月试验将在那一年提前，因此推迟到2027年也不足为奇

尽管太空探索技术公司马不停蹄地推进星际飞船项目的进展，但在去年10月举行的美国登月会议上，现任美国国家航空航天局董事仍公开表示对星际飞船的进展不满。事实上，星舰确实是美国载人登月“三件套”中最“延迟”的一个。

巧合的是，星舰的进展不仅拖累了美国的“重返月球大业”，还延缓了新一代星链的组网进度。

目前，星链已登陆72个国家和地区，用户数量已超过260万，并仍在快速增加。星链的客户增长进度等不到专门适配星舰的第二代星链“完整版”。为此，太空探索技术公司推出了可应用于猎鹰9号整流罩的第二代星链迷你版，并已开始联网。

迫不及待第二代星链迷你版星际飞船开始联网| |太空探索技术公司

3月3日，马斯克公布了直接连接到手机的卫星的互联网速度测量结果，使用未经修改的普通三星Android智能手机，速度为16.7Mb/s（相当于我们常说的2MB/s）。这预示着星链最大的手机直连服务即将快速推进，用户数量可能迎来激增。此外，老旧的第一代星链组网星逐渐退役，现有的猎鹰9号火箭发射已逐渐无法满足星链发射的巨大需求，星际飞船入役参与组网迫在眉睫。

星际飞船已经成为束缚星链扩张的“魔咒”。

X.com官方宣布“普通手机直连星链上线”测试成功|截图

不仅是星链网，后续星舰真正的在轨加油也必然需要第二轨道发射台进行周转。目前，相关钢结构和材料已陆续抵达，第二个发射台将位于第一个发射台旁边。

整个星舰基地一直在进行大规模的基础设施建设，尤其是之前临时搭建的临时厂房棚，现在基本被使用已久的永久性厂房所取代。太空探索技术公司还将建造一座价值数百万美元的办公楼，星际飞船基地所在地的累计投资将高达1亿美元。

经过三次正式测试发射和密集改进后，尽管星际飞船尚未完成普通一次性运载火箭的轨道目标，但每次发射的进展都是显著的，没有人怀疑太空探索技术公司开发星际飞船的毅力和决心。星际飞船距离进入环地轨道的目标只有一步之遥，整装待发的S29很有可能实现入轨梦想。迅雷快鸟提速是真的吗

不过，星舰后续在密集轨道上的测试发射仍有大量技术有待验证，尤其是回收阶段目前尚未取得任何进展，大规模在轨注入低温推进剂的“必修课”正在进行中，这也是星舰本身集成太多新技术的必然弊端。

幸运的是，后续星际飞船的发射频率将逐渐加快，我们将在今年看到更多星际飞船直冲云霄，据说最多将达到9次关键发射。

星际飞船后续的技术挑战能否一一克服，这支太空探索技术公司“希望之箭”能否最终实现马斯克的“登月”梦想，仍需要无数次这样的发射来证明。

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