超重型助推器
推進中 · 2023年SpaceX星艦的巨型第一級,由發射塔機械臂接住回收,之後再次飛行。
超重型助推器(Super Heavy)是托舉星艦(Starship)升空的巨型第一級。星艦是太空探索技術公司(SpaceX)研製的完全可重複使用兩級運載系統,用來把人員和貨物送往地球軌道、月球和火星。超重型助推器是史上推力最大的火箭助推器,而且從設計上就要飛回來:用完不丟棄,直接飛回發射場,在半空中被發射塔的兩條機械臂接住,也就是常說的「筷子夾火箭」。發射塔在第5、7、8次試飛中接住了助推器,其中兩枚後來又在第9次和第11次試飛中復飛。
超重型助推器是什麼?
V3版超重型助推器高約72公尺,大致相當於23層樓高,直徑9公尺。它由33台猛禽3(Raptor 3)引擎推動,推進劑是液態甲烷(CH4)和液氧(LOX),工程師把這種組合叫作液氧甲烷(methalox)。按SpaceX公布的資料,它起飛時的推力約為80.8MN(百萬牛頓),折合約8240噸(約1820萬磅)。超重型助推器是星艦的下半截,離開地面這段最吃力的活由它來幹。
為什麼要造超重型助推器
這枚助推器要解決的是航太領域最古老的難題:火箭通常用一次就扔掉,這樣上天實在太貴。超重型助推器脫胎於SpaceX早年的星際運輸構想,當時叫BFR(Big Falcon Rocket,大獵鷹火箭),背後的思路很清楚:兩級都回收重複使用,單次多運些酬載,飛得更勤,再像工廠流水線那樣批量造火箭。這幾件事都指向同一個目標:把每公斤入軌成本壓到足夠低,讓登月和登陸火星的任務在經濟上可行。
工作原理
33台引擎分成兩組:中間的13台可以萬向擺動,也就是靠轉動引擎來控制方向;最外圈的20台固定不動。這些引擎一起工作,讓超重型助推器的起飛推力在所有火箭中排名第一,遠超美國國家航空暨太空總署(NASA)的太空發射系統(SLS),達到阿波羅時代土星五號火箭的兩倍多。

這股力量來自猛禽引擎,而且一代比一代強。海平面推力從猛禽1、猛禽2一路提升到現在的猛禽3,也就是V3版助推器所用的引擎,單台推力達280噸。
不過,最巧妙的還是它的回收方式。超重型助推器用不著著陸腿,也不用濺落海上:它直接飛回發射場,在半空中被發射塔上的兩條機械臂接住。這套硬體綽號Mechazilla(機甲哥斯拉),中文網路上俗稱「筷子」。在發射台旁直接接住助推器,就能在原地完成檢查、試車和復飛,不用海上回收船,不用到墨西哥灣裡打撈,也不用長時間拆解檢修。
Mechazilla has caught the Super Heavy booster! https://t.co/6R5YatSVJX
SpaceX(@SpaceX) 在X上查看原帖
超重型助推器的經濟帳
整個第一級回收重複使用,目的是把每公斤入軌成本大幅壓低。關鍵在於猛禽引擎推力越來越大,重量卻越來越輕:猛禽3取消了引擎隔熱罩,把管路直接整合進引擎內部,引擎和箭上配套硬體都輕了很多。用更少的金屬換來更大的推力,推重比(推力與重量之比)隨之提高,33台引擎累加起來,這份好處就相當可觀了。
超重型助推器現狀
截至2026年9月28日,SpaceX共完成了14次綜合試飛,當天的第14次試飛是星艦首次進入軌道。V3版助推器正在進行首輪飛行測試:第12次和第13次試飛中,返航時重新點燃的引擎比計畫少,兩枚助推器都落入了墨西哥灣。第14次試飛時,SpaceX有意讓返航點火(讓助推器掉頭飛回發射場的那次點火)耗盡主貯箱裡剩餘的液氧,藉此測試助推器的極限,為今後飛回發射塔做準備;最後助推器用3台引擎點火減速,濺落在墨西哥灣。
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埃隆·馬斯克(@elonmusk) 在X上查看原帖
未來走向
目標是快速、完全重複使用:週轉時間從幾個月縮短到一到兩個月,最終縮短到幾週。如果接住助推器變得像飛機降落一樣稀鬆平常,火箭發射就會從難得一見變成家常便飯。正是靠成本不斷下降,載人登月、載人登陸火星和大規模部署衛星才負擔得起。
總結
超重型助推器已經具備SpaceX設計時預期的推力,省錢的關鍵在於在發射塔把它接住、再讓它復飛,這是V3版助推器的下一步。
圖集
圖片:SpaceX;助推器返航照片:Steve Jurvetson,CC BY 2.0,經裁剪
時間軸
- 2023年2月:超重型助推器完成首次大規模靜態點火測試,7號助推器在發射台上點燃了33台引擎中的31台,上方沒有堆疊星艦飛船。
- 2023年4月20日:星艦第1次綜合試飛,也是首次軌道發射嘗試,飛到約39公里高度後飛行結束。
- 2023年11月18日:第2次綜合試飛由9號助推器和25號飛船執行,首次示範熱分離,也就是飛船還沒與助推器分開,就先點燃自己的引擎。
- 2024年10月13日:第5次綜合試飛中,發射塔「筷子」第一次嘗試就接住了返航的超重型助推器,這在航太史上尚屬首次;馬斯克在X上寫道:「星艦火箭助推器被發射塔接住了。」
- 2024年11月19日:第6次綜合試飛中,因發射塔通訊中斷,SpaceX放棄了塔臂捕獲,助推器在墨西哥灣軟濺落。
- 2025年1月16日:第7次綜合試飛中,發射塔第二次成功接住助推器,其間有一台引擎在返航點火時沒有重新點燃。
- 2025年3月6日:第8次綜合試飛中,發射塔第三次成功接住超重型助推器。
- 2025年5月27日:第9次綜合試飛中,超重型助推器首次復飛,這枚助推器此前執行過第7次試飛。
- 2025年8月26日:第10次試飛完成主要測試目標,其中包括星艦飛船首次成功部署酬載。
- 2025年10月13日:第11次綜合試飛中,15號助推器復飛,返航後落入預定的近海濺落區。
- 2026年5月22日:第12次試飛是V3版的首飛,助推器返航時點燃的引擎比計畫少,落入墨西哥灣。
- 2026年7月24日:第13次試飛中,助推器著陸點火時重新點燃的引擎比計畫少,落入海中。
- 2026年9月28日:第14次試飛中,星艦首次進入軌道,部署了26顆星鏈V3衛星;助推器在墨西哥灣濺落。
