ELON, EXPLAINED
繁中
SpaceX / 星艦HLS全部科普
NASA與SpaceX發布的示意圖:獵戶座飛船在低地球軌道與一艘星艦HLS測試原型機對接示意圖:NASA/SpaceX
SpaceX閱讀約5分鐘2026年10月

星艦HLS

推進中 · 2021年

太空探索技術公司(SpaceX)為美國國家航空暨太空總署(NASA)阿提米絲(Artemis)登月計畫研製的月球登陸器,高50公尺,正式名稱為載人登陸系統(HLS)。

星艦載人登陸系統(Human Landing System,簡稱HLS)是SpaceX星艦的登月版本,也就是整套火箭中真正落到月面的那一部分。NASA委託SpaceX研製它,讓阿提米絲計畫的太空人能從月球軌道下到月面,再返回軌道。這是迄今設計出的最大載人月球登陸器,高約50公尺,相當於一棟15層的樓;1972年把最後一批太空人送上月面的阿波羅登月艙,高度只有約7公尺。

星艦HLS是什麼?

2021年4月16日,NASA選定SpaceX的星艦把下一批太空人送上月球,用28.9億美元押注了一款當時還不存在的登陸器。HLS是星艦飛船的精簡登月版,而SpaceX打造星艦,是為了進入軌道,並在將來飛往火星。HLS的任務很單一:負責阿提米絲乘組的最後一程,從月球軌道降到月面,再從月面升回軌道。

星艦HLS比阿波羅登月艙高出一大截

為什麼要造星艦HLS

NASA需要一款由私營企業建造的登陸器,讓人類自阿波羅17號之後首次重返月面,以此為跳板在月球長期駐留,最終走向火星。這一選擇一度引發激烈爭議。競爭對手提出了投標抗議,美國政府課責署(GAO)在2021年7月駁回了這些抗議;同年11月4日,美國聯邦求償法院也裁定維持NASA的選擇。

2022年11月15日,NASA又宣布追加價值11.5億美元的選項B(Option B)合約,用於當時規劃中阿提米絲4號的第二次載人登月,並研製一款可搭載4名乘員、酬載更大的可持續型登陸器,供長期任務使用。至此,NASA承諾的總額至少達到40.4億美元。

NASA押注SpaceX的HLS合約金額

工作原理

星艦HLS裝有6台猛禽(Raptor)引擎,3台為海平面版,3台為真空版,以深冷液態甲烷和液氧為推進劑,採用全流量分級燃燒循環,這種循環效率高,造起來卻出了名地難。加滿後,整艘飛船可攜帶約1500噸推進劑。

難點在於把這麼多推進劑一路送到月球。星艦登月之所以要在太空中加注燃料,是因為一次發射帶不了足夠的推進劑:SpaceX得先發射多艘油輪型星艦,把一座在軌星艦燃料庫加滿,再給HLS補滿燃料,HLS這才出發飛往月球。登陸器和燃料庫都不會再穿過地球大氣層返回地面,所以省掉了普通星艦必需的隔熱罩和襟翼。乘員和貨物靠電梯往返艙室和月面,阿波羅太空人當年則是順著梯子爬下去的。阿波羅的登月艙只能坐兩個人,HLS的空間要大得多,還能支援在月面停留數天。按計畫,兩名太空人下到月面,另外兩名留在月球軌道上的獵戶座(Orion)飛船裡等候。

登陸器更大,登上月面的乘組也更多

星艦HLS的經濟帳

NASA的HLS合約是固定總價合約(不管SpaceX最後花多少錢,都按事先談定的一口價結算),並按里程碑付款:工作交付了才付錢,成本超支的風險因此由SpaceX承擔,納稅人不必買單。這筆交易還把月球變成了一塊試驗場,檢驗以甲烷為燃料的可重複使用重型火箭和在軌加注能否當作商業服務來採購,這些能力的市場遠大於這一個專案。油輪型星艦每回收復飛一次,往月球運送1公斤貨物的價格就降低一些;燃料庫和油輪型星艦組成的加注系統一旦跑通,後續任務也能用上。

星艦HLS現狀

截至2026年10月,下一步的里程碑是兩艘飛船之間的推進劑轉移試飛,以及NASA要求的設計認證審查。星艦已在2026年9月28日首次進入軌道,這是加注飛行的前提。NASA在2026年2月27日調整了阿提米絲計畫:阿提米絲3號目標定在2027年年中,將在地球軌道上測試獵戶座飛船與兩款商業登陸器中的一款或兩款對接;首次載人登月改由阿提米絲4號執行,目標是2028年初,屆時由SpaceX還是藍色起源(Blue Origin)送這批太空人登月,要看哪家的登陸器準備就緒。阿提米絲2號已在2026年4月1日至10日載著4名太空人完成繞月飛行。

加注方面的工作已經展開。2024年3月14日,星艦第3次綜合試飛在飛船內部的儲箱之間轉移了低溫推進劑,這是HLS的關鍵一步。NASA的傑里米·肯尼(Jeremy Kenny)說:「以這樣的規模在軌儲存和轉移低溫推進劑,此前從未有人嘗試過,但這是一項改變格局的技術。」

未來走向

步驟順序已經確定:先在軌道上驗證兩艘飛船之間的燃料加注,再執行一次無人著陸示範,登陸器須在月面持續傳回資料至少2小時,最後才是載人登月。每一項加注和重複使用上的進展,也都在為SpaceX自己的計畫鋪路:先在月球建城,之後再到火星建城。NASA在2021年的規劃中把首次載人登月定在2024年,目前的目標是2028年初。

阿提米絲首次載人登月的目標時間:2021年規劃為2024年,2026年規劃為2028年初

總結

星艦HLS背後的判斷是,重返月球最便宜的辦法,是造一台史上最大的登陸器,再靠可重複使用火箭在軌道上給它加注燃料。在軌道上的兩艘飛船之間轉移推進劑是下一大步,也是把登陸器送上月球的那一步。

分享這篇科普分享到X

時間軸

  • 2021年4月16日:NASA選定SpaceX星艦,授予HLS選項A(Option A)合約。這份合約是價值28.9億美元的固定總價合約,按里程碑付款,用於阿提米絲計畫的首次載人登月。
  • 2021年7月30日:美國政府課責署駁回競爭對手的投標抗議,HLS選項A合約繼續運作。
  • 2021年11月4日:美國聯邦求償法院裁定維持NASA選定SpaceX承建HLS的決定。
  • 2022年11月15日:NASA追加價值11.5億美元的選項B合約,用於當時規劃中阿提米絲4號的第二次載人登月,以及一款可載4名乘員、酬載更大的可持續型登陸器。
  • 2024年3月14日:星艦第3次綜合試飛在軌示範了飛船內部的低溫推進劑轉移,這是HLS技術上的關鍵一步。
  • 2026年2月27日:NASA調整阿提米絲計畫,阿提米絲3號改為2027年在地球軌道上做對接測試,首次載人登月移至阿提米絲4號。
  • 2026年4月1日至10日:阿提米絲2號載4名太空人完成繞月飛行。
  • 2026年9月28日:星艦在第14次試飛中首次進入軌道。
  • 2026年10月:下一步的里程碑是兩艘飛船之間的推進劑轉移試飛和NASA的設計認證審查。
  • 2027年年中:阿提米絲3號計畫在地球軌道測試獵戶座飛船與兩款商業登陸器中的一款或兩款對接。
  • 2028年初:NASA計畫執行阿提米絲4號,這是阿提米絲計畫的首次載人登月。
資料來源(8)
PREMIUM接著讀 · 免費專題MACROHARD(中文常稱「巨硬」)詳解埃隆·馬斯克終結微軟3兆美元帝國的計畫2025年9月,馬斯克發文稱,MACROHARD字樣正被刷上孟菲斯Colossus 2超級電腦的屋頂。本專題講解這個名字背後的SpaceXSI專案:用AI代理完成一整家軟體公司的工作。免費閱讀 · 28張原創圖表閱讀英文原文
繼續探索
↑ 回到頂部