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SpaceX / 星舰全部科普
太空中的星舰飞船(上面级),下方是地球
SpaceX阅读约5分钟2026年第四季度

星舰

推进中 · 2023年

SpaceX这枚高124米的超重型运载火箭,是史上推力最大的火箭。它要把进入太空的成本压到足够低,低到人类可以去另一颗行星定居。

星舰(Starship)是SpaceX的完全可复用两级火箭,高124米,是迄今飞上天的最高、推力最大的火箭。2026年9月28日,星舰在第14次试飞中首次进入轨道,释放了26颗星链(Starlink)V3卫星,这也是星舰第一次把真正投入运行的卫星送入轨道。SpaceX造它,是为了把人和货物送上月球和火星。

星舰是什么?

SpaceX把星舰归为超重型运载火箭,意思是它个头大、运得多,而且生来就是要反复飞的。第一级是超重型助推器(Super Heavy),现行V3版高72米,装有33台以甲烷为燃料的猛禽(Raptor)发动机。第二级(上面级)负责载人或装货,偏偏也叫星舰,容易和整个系统混淆,本文称它为星舰飞船。两级叠在一起,直径9米,整套系统按“飞行、着陆、加注、再飞”的流程设计。在此之前,还没有这么大的飞行器是按重复使用来设计的。

为什么要造星舰

星舰的硬件还没造出来,造它的理由就先有了。2012年底,埃隆·马斯克提出了一套完全可复用的星际运输系统,最初叫“火星殖民运输系统”(Mars Colonial Transporter),目的只有一个:把足够多的人送离地球,万一地球遭遇灾难,人类还能延续下去。他说过:“成为多行星物种,对确保人类乃至我们所知的一切生命长久延续极其重要。”在他看来,火星是人类的“备份硬盘”。

这是长远的理由,眼前还有一层更现实的考虑。在火星上建一座能自给自足的城市,需要便宜、频繁、运力大的运输;替这件事掏钱的星链卫星业务也需要同样的运输,所以一台机器两头都能用上。这种重合是SpaceX有意为之:眼下靠发射收入维持开销,将来还要靠这笔收入支付更难、更远的火星之旅。SpaceX一直按这个思路下注,星舰是迄今最大的一注。

工作原理

按SpaceX公布的数据,V3版超重型助推器起飞推力约8240吨(80.8兆牛),是当年把宇航员送上月球的土星五号火箭的两倍多。

史上推力最大的火箭

这股推力来自液氧甲烷推进剂,也就是液态甲烷和液氧的混合物。选它的原因之一,是这种燃料可以在火星上用当地现成的资源制造。每台猛禽发动机的海平面比冲约350秒(比冲衡量的是发动机把燃料转化为速度的效率)。

可复用要付出代价。要回收助推器和飞船,就得带上着陆硬件、隔热罩和备用推进剂,这些都会挤占火箭的运力。SpaceX公布的目标是两级都回收时,向近地轨道(LEO)运送100至150吨;2023年,SpaceX还表示一次性使用的版本最多能运约250吨。2016年的星际运输系统(ITS)方案目标更高,后来SpaceX把设计缩小了。

星舰运力:可复用、一次性与2016年概念方案

现状

自2023年4月以来,SpaceX已完成14次星舰全箭试飞。第一次试飞飞行了约4分钟,最高到达约39公里。

2023年4月,马斯克在推特(现名X)上写道:“祝贺SpaceX团队完成一次激动人心的星舰试射!这次学到了很多,几个月后的下一次试射用得上。”
星舰试飞次数稳步累积

前11次试飞中,发射塔的机械臂(俗称“筷子”)三次夹住返航的超重型助推器(第5、7、8次试飞),第9次和第11次试飞则让飞过的助推器再次升空。2026年5月22日第12次试飞时,更大的V3版飞船、助推器和配套的猛禽3发动机首次亮相,从星际基地(Starbase)的新发射台起飞。飞船抵达了印度洋的预定溅落区;助推器返航时点燃的发动机比计划少,落入墨西哥湾。随后,美国联邦航空管理局(FAA)进行了事故审查,星舰于7月再次飞行。

7月24日的第13次试飞在亚轨道上释放了20颗星链V3卫星,助推器着陆点火时重新点燃的发动机比计划少,落入了海中。第14次试飞进入了轨道,释放了26颗星链V3卫星。飞船的一台猛禽真空版发动机在爬升途中提前关机,SpaceX在缩短的在轨飞行后让飞船溅落在北太平洋。

美国国家航空航天局(NASA)也是星舰的客户。2021年4月,NASA与SpaceX签下一份28.9亿美元的合同(经通胀调整后约合36亿美元),由SpaceX把星舰改造成载人着陆系统(HLS),用来把阿尔忒弥斯(Artemis)登月计划的宇航员送上月面。

2024年6月,马斯克在X上写道:“尽管掉了很多隔热瓦,一片襟翼也受了损,星舰还是一路飞到海上实现了软着陆!祝贺SpaceX团队取得这项了不起的成就!!”

未来走向

2026年2月,马斯克表示,SpaceX会先在月球、再在火星建设能自我发展的城市,月球城市可能用不了10年就能建成。同月,NASA调整了阿尔忒弥斯计划:定于2027年的阿尔忒弥斯3号将在地球轨道上测试猎户座(Orion)飞船与着陆器对接,首次载人登月改由阿尔忒弥斯4号执行,目标是2028年初。这些日期建立在星舰接下来的两个里程碑之上:频繁回收并复飞助推器,以及在轨道上把推进剂从一艘飞船转给另一艘(在轨推进剂加注,俗称“太空加油”)。

总结

星舰押的是这样一个判断:火箭不再用一次就扔,上太空才能变便宜;上太空便宜了,月球基地和火星城市才有可能实现。

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时间线

  • 2012年:马斯克公开提出一套完全可复用的星际运输系统,最初命名为“火星殖民运输系统”。
  • 2016年:马斯克在国际宇航大会上发布星际运输系统(ITS)。这个方案直径12米,高约122米,目标是向近地轨道运送最多550吨。
  • 2018年:SpaceX把上面级改名为星舰,助推器改名为超重型助推器,不再使用BFR(Big Falcon Rocket,大猎鹰火箭)这个名字。
  • 2019年:原型机“星虫”(Starhopper)装1台猛禽发动机试飞,4月做了几次系留跳跃,7月25日在无系留状态下跳到约20米高,8月27日又跳到150米。
  • 2021年:NASA向SpaceX授予28.9亿美元合同,研制星舰载人着陆系统,当时计划用于阿尔忒弥斯3号;原型机SN15完成约10公里高的飞行,首次完好着陆。
  • 2023年:第1次综合飞行测试(星舰首次全箭发射)顺利离开发射台,最高到达约39公里;之后的第2次试飞实现了热分离(上面级在助推器发动机仍在工作时点火分离)。
  • 2024年:第5次试飞中,发射塔的机械臂首次在半空中夹住超重型助推器。
  • 2025年:第7次和第8次试飞又两次夹住助推器;第9次试飞复飞了一枚飞过的助推器;第11次试飞是V2版的最后一飞,复飞了15号助推器,飞船最终在印度洋受控溅落。
  • 2026年:5月22日第12次试飞,是V3版的首飞。7月24日第13次试飞在亚轨道上释放了20颗星链V3卫星。9月28日第14次试飞成为星舰首次进入轨道的飞行,释放了26颗星链V3卫星。
  • 2027年:按计划,NASA的阿尔忒弥斯3号将在地球轨道上测试猎户座飞船与着陆器对接;首次载人登月已改由阿尔忒弥斯4号执行,目标是2028年初。
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