3 月 14 日，SpaceX 拿到了自己最好的生日禮物——星艦的第三次軌道測試發射成功。22 年前的這一天，馬斯克在美國加州的倉庫裏開始了他的航天創業之路；22 年間，歷經無數挫折，如今成功把世界上最大的一支火箭送入軌道。在這次歷史性的試飛中，星艦一舉完成了三大突破：飛船進入既定近地軌道、荷載艙門開關測試、內部燃料轉移測試。這些新增的考試科目，都是星艦飛船未來能成為星際旅行工具的關鍵步驟。SpaceX 一直秉承 “以飛代試” 理念，每一次試射都要融入更多的測試項目，以迅速完善星艦的設計和試驗數據。唯一遺憾的就是，無論是星艦飛船，還是超重型助推器，都沒能按原計劃降落。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/92a9eb5783272059334d011c9f55c9a2?x-oss-process=style/lg" width="1000" height="668" original-src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/92a9eb5783272059334d011c9f55c9a2"/></figure>圖：星艦發射升空丨來源：space.com在此次任務結束時，馬斯克在社交平台 X 上發文説：星艦將會讓人類成為多行星物種。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/bd28f1e946cf5239565b0d2901381a2e?x-oss-process=style/lg" width="1000" height="807" original-src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/bd28f1e946cf5239565b0d2901381a2e"/></figure>進展夾雜挫折，22 歲的 SpaceX 還在試錯和迭代中前行。就像他們在官網寫的：更多星艦已經為飛行做好了準備。一次充滿信心的發射經過數十次的爆炸和無數的改進，此次星艦發射已經被寄予厚望。馬斯克自己也在發射前表示，火箭要比第一、第二次試飛時更好，此次試飛能夠達到地球軌道的概率有 70%～80%。根據 SpaceX 的説法，每次發射都被視為一項實地測試，每一趟飛行任務都伴隨着詳盡的數據收集和後續分析，那些曾經看似不可能完成的任務，通過不斷的試錯和優化過程，正逐步變為現實。第一次星艦發射，現在看來是一次視死如歸的實驗。2023 年 4 月 20 日，完全體的星艦執行首次軌道級測試飛行任務，但升空後不久就遇到了問題，幾台發動機在發射後幾分鐘失控，SpaceX 下達了自毀指令，隨後星艦在墨西哥灣上空解體爆炸。這次發射甚至還造成了地面設施的嚴重損毀，發射台被炸出了一個巨大的坑洞，碎片散落到了距離發射場約 5 英里的小鎮上，這一事件隨即引起了監管部門的審查。後來調查結果顯示，星艦搭載的猛禽發動機集羣對發射台施加了巨大的熱量和壓力，最終導致了混凝土結構的破裂。為此，SpaceX 對發射台進行了升級，增加了一個水浸系統，最終才能扛住 33 台猛禽發動機同時啓動時的超高温。此外，星艦的一二級分離方式也在第一次發射後得到升級，SpaceX 引入了一種新的 “熱分級” 技術，在分級之前點燃上面級的 6 台猛禽發動機。到了去年 11 月的第二次發射前，馬斯克表示，SpaceX 星艦實施了超過 1000 項升級和改進，並進行了 63 次美國聯邦航空管理局規定的修正，以提高飛行安全和性能。儘管如此，這仍沒帶來發射成功的結果。火箭雖然成功點火升空，33 台發動機均按照預定程序成功啓動，但是一級火箭完成了其預定的工作階段後，二級火箭出現了技術故障，導致與地面控制中心的通信中斷，以空中爆炸告終。不過，星艦的第二次發射，依然實現了關鍵的技術里程碑：經過一系列技術優化，這次發射並未對發射台造成損害；此外，星艦與助推火箭成功執行了 “熱分離” 操作。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/6780f18503bb446be06b8db33e447e2a?x-oss-process=style/lg" width="1000" height="825" original-src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/6780f18503bb446be06b8db33e447e2a"/></figure>圖：熱分離效果圖丨來源：SpaceX在第二次整艦發射結束後，FAA 介入，聯合 SpaceX 對飛行全過程進行了調查。“星艦 2 號的飛行幾乎達到了預定軌道，” 馬斯克在年初的一次內部討論中提到。情況十分有趣，他認為如果那次任務搭載了有效載荷，星艦很可能已經成功入軌，最終失敗的原因在於星艦進行了液氧排放操作，這一操作最終引發了火災和隨後的爆炸。而如果飛船搭載了有效載荷，通常不會有這個步驟。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/056ef9b15d5e7f072fa74a851bca7a6a?x-oss-process=style/lg" width="1000" height="562" original-src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/056ef9b15d5e7f072fa74a851bca7a6a"/></figure>圖：第二次發射前星艦在發射場待命丨來源：SpaceX雖然第三次試射也沒有有效載荷，但星艦需要精準地進入預定軌道。而外界對這一臨門一腳的目標，顯得信心十足。事實也正是如此，第三次飛行的星艦順利完成了上述任務，只是在最後再入地球大氣層過程中失去信號，未能進行最後的受控落海環節。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/6db6554380a596296ab47055ddf116c8?x-oss-process=style/lg" width="1000" height="1250" original-src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/6db6554380a596296ab47055ddf116c8"/></figure> 另外，SpaceX 在星艦 3 號上面級疊加了多重使命，包括進行內部燃料轉移、載荷艙門開關、發動機真空點火以及再入大氣層測試。其中，燃料轉移測試中，有約 10 噸的液氧從一個儲罐轉移到另一個，這在歷史上尚屬首次，規模之大前所未有。最終目的是實現星艦的 “加油機” 在軌道上進行補給，採用類似於飛機空中加油的方式，最終能夠飛往更遠的深空。雖然這次測試不會涉及兩艘星艦在太空中的直接會合，但此次任務涉及到的階段性測試仍是這一關鍵技術的重要一環。 SpaceX 還有 4 艘星艦已經完成或接近完成建造階段。此次飛行測試結束後，後續的星艦有望進行更加密集的發射任務。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/1035944be3b36e1c7922153b1ef07dfb?x-oss-process=style/lg" width="864" height="563" original-src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/1035944be3b36e1c7922153b1ef07dfb"/></figure>圖：多艘星艦已經準備就緒丨來源：SpaceX最大、最便宜的火箭在一次次改進當中，星艦 “成長” 為史上最大的火箭。星艦由底部的超重型助推器和上部的飛船組成，整體高達 121 米，直徑約 9 米，重量達到 500 萬公斤，是目前全球最大的火箭。從 BBC 給出的對比圖裏可以看到，幾枚火箭都是在航天史上排得上名號的大傢伙。從左到右包括了能夠載着一船人往返太空的航天飛機；SpaceX 自家的重型獵鷹火箭；如今參與到了美國新一輪登月計劃中的 SLS 超重型火箭；以及目前為止唯一執行過載人登月任務的土星五號火箭。星艦不只是個頭穩壓它們一頭，在各項性能、成本方面都有跨世代的追求，一副要書寫新的航天曆史的姿態。回想起去年 NASA 備受矚目的重返月球計劃，儘管 NASA 的空間發射系統被譽為 “地表最強火箭”，但與星艦相比，SLS 在尺寸和性能上都顯得稍遜一籌。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/3ca5157bbbf035bb4b562bf41328a719?x-oss-process=style/lg" width="1000" height="1147" original-src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/3ca5157bbbf035bb4b562bf41328a719"/></figure>為了把長期使用的成本壓到最低，星艦的設計採用了不鏽鋼材料，成本低廉、易於加工和修復。可調節的向量發動機，使得引擎可以多次點火和重複使用，從而減少了發射過程中的損耗。馬斯克曾宣稱，星艦的飛行成本遠低於大多數火箭，單次發射成本未來將降低到 200 萬美元，每公斤有效載荷的發射成本可能降至 10 美元。在諸多降本增效的措施中，最重要的就是火箭的可重複使用，火箭完成發射任務後，可返回地球並實現垂直降落，準備下一次發射任務。如今這一技術路線已經成為全球航天企業的努力方向。面向未來，星艦還能執行多種任務，包括將航天員和貨物運送到地球軌道、月球、火星等目的地，使其成為未來太空探索的多功能火箭。一路走來，星艦所面臨的挑戰正是其價值所在。一旦 SpaceX 實現了快速且完全可重複使用的太空飛行，將極大地降低太空探索的成本，完成有深遠影響的變革。先上月球，再去火星對於星艦的成功發射、後續投入實際使用，另一層期待是，星艦有望在新一輪的登月計劃中執行載人登月任務。NASA 已經向 SpaceX 提供了數十億美元的合同，用於開發載人登月系統的星艦版本。作為合同的一部分，SpaceX 需要先進行一次無人駕駛的月球試飛。對 NASA 而言，星艦作為着陸器的成功至關重要，若不能及時投入使用，整個登月計劃都將受到影響。在此之前，馬斯克必須向 NASA 證明星艦的性能和可靠性。有分析認為，在執行登月任務前，星艦至少還需成功飛行 30 至 40 次。<figure class="image"><img src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/2b72229128804007e5dea5aa1b6eed4a?x-oss-process=style/lg" width="1000" height="563" original-src="https://pub.pbkrs.com/uploads/2024/2b72229128804007e5dea5aa1b6eed4a"/></figure>圖：NASA 授予 SpaceX 合同，開發載人登月飛船，此為效果圖丨來源：SpaceX星艦成功實現登月後，馬斯克將把目光投向其終極目標——火星。幾乎從 SpaceX 成立以來，馬斯克一直強調讓人類成為多行星物種的重要性。而星艦任務的終極目標之一是在火星上建立人類殖民地。根據馬斯克的計劃，到 2050 年將有 100 萬人登上火星，這意味着星艦需要每天進行大約 3 次飛行，每年總共需要執行 1000 次飛行任務，這就要求 SpaceX 以前所未有的規模生產火箭，因此生產過程中的簡便性變得至關重要，把隨處可見的不鏽鋼拿來作為製作材料便是其中的體現。為了實現規模化的火星往返目標，馬斯克計劃在太空艙前部的有效載荷區域安裝大約 40 個客艙，每個艙內可容納 2~3 人，以實現他之前承諾的每次將 100 人送上太空的願景。載荷艙還將設有公共區域、存儲空間、廚房和避難所，躲避太陽風暴釋放的有害帶電粒子。星艦就是這樣一個代表着 “太空探索的巔峯”，旨在打造一個能夠前往月球、火星等目的地的全功能、可重複使用的發射與着陸系統。它誕生在這個時代，看起來卻超越了這個時代。寫在最後22 年來，在馬斯克和 SpaceX 的征途中，從來不缺大膽的嘗試和不斷的挫折，以及隨之而來的失敗和爆炸，這些經歷為他們積累經驗，從而鑄就了一連串的成功成就。2008 年，SpaceX 處在瀕臨破產的邊緣，經歷了連續的失敗後，終於成功發射了獵鷹 1 號火箭，並獲得了 NASA 的商業補給服務合同，這筆資金無異於雪中送炭。儘管 SpaceX 在探索過程中屢遭挫折，但他們的目標始終堅定——降低太空探索的成本。馬斯克提出的火星殖民計劃，被許多人視為不切實際的幻想——計劃從 2029 年起通過星際飛船將人類送往火星，並在 2050 年之前將 100 萬人遷移至火星，在那裏建立城市，實現真正的定居和成為 “火星人”。然而，SpaceX 的實際進展正逐步讓這一幻想變得不那麼飄渺。目前，SpaceX 正在加快星艦的試射速度。第一、二次發射間隔為 7 個多月，如今僅過去 4 個月，就第三次發射。第四次試射的時間和成就都值得期待。要知道，SpaceX 的 “獵鷹 1 號” 可是在經歷三連敗、公司幾近破產後，到第 4 次發射才回收成功，也從此掀開了人類航天史的新篇章。或許在不遠的將來，普通人真的能夠像馬斯克所説的那樣，擁有前往火星的 “船票”。

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人類最強火箭完成三大新突破，SpaceX 成功將星艦送入軌道。在本次歷史性試飛中，星艦實現了飛船進入近地軌道、荷載艙門開關測試和內部燃料轉移測試三大突破。這些是星艦成為星際旅行工具的關鍵步驟。雖然星艦飛船和超重型助推器未能按計劃降落，但這次試飛對於完善星艦設計和試驗數據具有重要意義。SpaceX 表示，每次發射都是一項實地測試，通過試錯和優化，看似不可能完成的任務正逐步變為現實。馬斯克表示，星艦將使人類成為多行星物種，更多星艦已做好準備。

SpaceX 星艦發射到底強在哪裏？人類最強火箭完成三大新突破