【环球时报特约记者 晨阳】美国太空探索技术公司（SpaceX）首席执行官马斯克不久前还在痛骂美国联邦航空管理局（FAA）“监管过度”“正在扼杀美国的太空计划”，没有想到的是FAA于12日突然宣布提前批准SpaceX的“星舰”超重型火箭的第五次试飞。“星舰”在13日的试飞中成功测试了被戏称为“筷子夹火箭”的全新火箭回收模式，因为其技术难度相当高，被认为是这次试飞最大的看点。
第五飞任务达成
“星舰”的第五次试飞任务在发射前就引发全球大量媒体与航天迷的关注。在北京时间13日晚8时30分左右，“星舰”成功从位于美国得州的基地发射升空。按照预定计划，“星舰”进一步测试了飞行全过程：“超级重型”火箭在完成发射任务后尝试了返回火箭发射场，利用发射塔架的机械臂在空中接住火箭；“星舰”飞船则在发射后约1小时在澳大利亚西部的印度洋进行“水上着陆”。针对第四次试飞时“星舰”飞船在重返大气层时出现的隔热瓦损坏问题，第五次发射的该飞船重新修改了隔热防护并增加了额外的隔热瓦层数，给飞船提供更好的保护。
发射画面
此前“星舰”已经完成了四次试飞。其中在6月6日的第四次试飞中，它基本上实现了所有预设项目的测试：“超级重型”火箭以垂直姿态在预定海面（墨西哥湾）悬停溅落，“星舰”飞船成功重返大气层，以垂直姿态在预定海面（印度洋）溅落成功。得益于遍布地球轨道的卫星互联网直播，人类还头一回亲眼目睹飞船重回地球时被等离子体环绕的景象。
美国有线电视新闻网（CNN）12日称，FAA早些时候说，预计要到11月底才会决定SpaceX“星舰”的发射许可，但10月12日突然宣布批准该火箭可以在13日发射。FAA在声明中表示，SpaceX满足了“星舰”第五次测试“亚轨道试飞的所有安全、环境和其他许可要求”，同时批准“星舰”第六发的任务计划。
“星舰”火箭总长约120米，直径约9米，由两部分组成，第一级是长约70米的“超级重型”助推器，第二级是“星舰”飞船，两级均可重复使用。该火箭的设计目标是将人和货物送至地球轨道、月球乃至火星，能够完全且快速重复使用火箭，将大幅减少将货物或人员运送到地球轨道和深空的时间和成本，被认为对SpaceX的太空雄心至关重要。
“筷子夹火箭”难在哪里
在第五次试飞中，最大的挑战来自“超级重型”火箭的全新回收方式。在最初的两次试飞中，“星舰”均因为失控而启动自毁装置；第三次试飞时，“超级重型”火箭完成返回点火，但着陆点火时姿态失控，没能完整落海；一直到第四次试飞才首次实现了在预定地点的成功减速、垂直下降、“海面软着陆”的全过程。SpaceX副总裁比尔·格尔斯腾迈尔透露，“超级重型”火箭在第四次海面软着陆的精度为0.5厘米，这为下一步的发射塔原位捕获火箭技术奠定了基础。
根据SpaceX的计划，第五次试飞将利用原位发射与回收技术，测试发射塔架机械臂捕获火箭的新回收模式。美国“太空”网站介绍称，SpaceX公布的展示视频显示，该火箭完成发射任务后将非常精准地返回发射地点，并逐步减速和降低高度，最后由发射塔架的机械臂将悬停状态的火箭在半空中抓住。
回收画面
具体而言，这个过程相当复杂。“超级重型”火箭在降落过程中先是点燃9台“猛禽”发动机，其中6台在距离地面约800米时熄火关闭，剩余3台保持火箭垂直缓降状态。当火箭下降到约65米高度时，关闭其中2台发动机，保持缓慢下降状态。最后等待机械臂水平处在“超级重型”火箭约2/3的箭体位置时，火箭转入悬停，机械臂随即靠拢并将其捕获。随后机械臂将“超级重型”火箭放置到发射架上，以确保安全和稳定，这一整套动作也被形象地称为“筷子夹火箭”。
尽管说起来容易，但想要实现“筷子夹火箭”并不容易。两条捕获机械臂长达36米、高18米，能够在发射塔轨道上下移动，灵活地接近、抓取降落中的火箭，并需要根据火箭降落时的位置变化随时进行调整。同时对于超重型火箭的飞控精度和悬停能力的要求非常高，可谓“失之毫厘差之千里”，一旦略有偏差就可能导致火箭在发射塔架上倾倒甚至爆炸。因此马斯克曾预测，“筷子夹火箭”的首次成功率仅为50%。“太空”网站还提到，鉴于这次任务的高风险性，SpaceX明确提到，如果在这次“星舰”发射过程中发现任何异常，影响到发射塔架的回收捕捉的正常进行，将改回原先的海面软着陆方式。
至于为何要改用“筷子夹火箭”这种复杂和高风险的回收模式，SpaceX的解释是它可以高效解决火箭再利用的问题。目前SpaceX的“猎鹰9”号火箭助推器采用着陆腿回收的技术已经非常成熟，成功率非常高。这种回收过程相对简单，不需要复杂的机械操作，但缺点在于后续重复利用比较麻烦，需要从着陆场长途转运，无法满足SpaceX高频次发射的需求。而“筷子夹火箭”虽然技术实现难度大，但火箭回收后直接可以与发射塔架对接，后续的检查、加注燃料等步骤可以直接进行，极大减少了发射准备时间。此外，“超级重型”火箭的重量远超“猎鹰9”号火箭助推器，着陆腿可能难以承受火箭着陆时的巨大冲击。
后续依然还有诸多挑战
根据美国国家航空航天局（NASA）和SpaceX的计划，“星舰”未来在美国的一系列航天活动中都扮演了重要角色。CNN称，美国载人登月的“阿尔忒弥斯”计划，将使用“星舰”飞船的改进版本作为着陆器，将NASA宇航员送到月球表面。同时“星舰”还需要在该计划中承担在地球轨道上作为“太空加油站”的重要使命。该任务涉及大规模低温推进剂在轨加注，技术难度高、跨度大，是“星舰”执行深空探测任务的“必修课”。NASA计划在2026年实现载人登月，但目前在这两大重要领域，“星舰”尚未展开实际的大规模技术验证，后续的技术验证活动会非常密集。
此外，马斯克9月还宣布，首艘前往火星的“星舰”计划在两年后发射，以测试完整登陆火星的可靠性，如果着陆顺利，那么首批载人“星舰”前往火星的行动将在4年后进行。按照他公布的时间表，从首次载人登陆火星之后，“星舰”的发射频率将呈现指数级增长，目标是20年内在火星上建成一座自给自足的城市。为此需要将前往火星的太空发射成本从现在的每吨10亿美元降低到每吨10万美元，为此SpaceX在“星舰”设计上不遗余力地降低发射成本和提升效率。但该计划能否最终实现，目前看来还面临诸多挑战。
SpaceX星舰SN15高空试飞成功，这一火箭有怎样的特点？
2021年年5月5日，在德克萨斯州，SpaceX公司的原型星舰SN15在其第五次试飞中成功完成了10公里的高空试飞。 这是对飞船原型最成功的测试。 成功着陆后,爆发了一场火灾背面的星舰机底部,但它在几分钟内得到控制并迅速消失。
据悉,在推出SN15之前,埃隆马斯克在星舰几乎数以百计的主要升级和改进结构,航空电子设备,发动机和更多。 SN15高约50米，直径9米，在飞行测试时持续了6分钟多，它的3个猛禽尾部的发动机能提供100多万磅的推力，在发射和爬升到高处之前，飞船提前关闭发动机，控制原型前后的两个襟翼，在空中对复杂的飞行姿态进行控制，在着陆前重启火箭发动机，最后实现精确降落。
SpaceX公司表示，未来的全版星舰可以搭载数百名乘客前往外太空，SpaceX公司创始人埃隆·马斯克在德克萨斯州的发射场建造了153米高的塔来支撑星船，该公司计划建造20艘星船的原型，希望能够掌握巨大的飞船回收能力，为了降低发射成本。 在此之前，SpaceX的飞船原型SN8、SN9、SN10和SN11都在10千米的高度进行了测试。 其中，SN8和SN9由于航天器燃料箱压力不足导致发动机推力不足，着陆后均触底爆炸。 SN11在试飞时完全爆炸了。 埃隆·马斯克后来在推特上透露，SN11发射可能因燃料泄漏而爆炸。 只有SN10在试飞中相对成功。 不幸的是,这也发生爆炸并未能成功。
这个SN系列测试飞行程序，经过第四次SN11测试飞行的飞船原型是SN15，跳过了SN12-14。 这是马斯克重复做事的方式，这也是这位技术大师的优点之一。 据悉，SpaceX公司创始人Elon Musk进行了一系列的修改和升级SN15,他相信这些升级后的结果比较满意,所以他可以直接跳过SN12-14。 SpaceX公司被美国国家航空和宇宙航行局选中，美国国家航空和宇宙航行局希望用它的星际飞船开发月球着陆系统。 埃隆马斯克称，未来SN系列星际飞船将有可能实现人类太空旅行飞行器。
第二次试飞失败，马斯克的星舰又炸了
广州车展上的新车我们基本都盘点过了，今天我们不聊车，一起来关注一下马斯克的星舰。 11月18日，美国太空探索技术公司SpaceX的新型运载火箭“星舰”于得克萨斯州博卡奇卡基地完成了第二次无人飞行测试。 在飞船与一级助推器分离之后，飞船与基地失联，触发自毁系统，SpaceX宣告此次发射再次失败。
虽然发射失败，但比上一次试验还是有不小的进步。 其中，超级重型助推器（也称一级助推器）33台猛禽发动机均成功点燃并实现并联，打破了苏联N1火箭的30台发动机并联的记录，后者从未同步正常工作过。 在4月的星舰首次发射时，一级助推器有多台发动机无法正常工作，并且发生了不可控的爆炸。 所以，第二次试飞，在初期阶段已经算是成功了。
据SpaceX官网信息，本次试飞最主要的变化是首次采用级间热分离方式，即“星舰”的二级飞船在还未与一级助推器分离时，就点燃发动机，避免失去推力。 SpaceX在直播中表示，热分离具有载荷入轨优势，能增加大约10%的运载能力。 除了级间热分离系统外，本次试飞还推出了用于一级助推器的新控制系统，加固了发射台、安装了水冷钢制火焰偏转器，以及许多其他改进措施。 马斯克9月曾表示，自4月份首飞以来，SpaceX对星舰进行了1000多次修改，今年对星舰项目的投资可能会达到30亿美元。
（3D艺术家@Alex Svan制作的渲染图）
美国航空航天局（NASA）局长比尔·尼尔森（Bill Nelson）11月18日在X（前Twitter）上表示，“祝贺在今天的飞行测试中取得进展的团队。 太空飞行是一项大胆的冒险，需要有勇往直前的精神和大胆的创新。 今天的测试是一个学习、然后再飞行的机会。 NASA和SpaceX将把人类送回月球、火星和更远的地方。 ”马斯克也对此次测试非常满意，转发了星舰发射的视频，并评论：“祝贺SpaceX公司的团队！”
此外，NASA预计在2024实现环月飞行，2025年实现登月所需的人类着陆系统测试，这一计划被称为“阿尔忒弥斯计划”。 在该计划中，太空发射系统（SLS）火箭、“猎户座”飞船、登月版星舰是不可或缺的三个部分。 前二者已经完成研发，SLS已于去年11月顺利完成首次试飞，它将承担运送航天员前往太空的任务。 登月版星舰的任务则是与月球“门户”空间站对接，运送航天员执行登月任务。 该任务成功的前提是实现星舰的廉价运作、快速部署和高度可靠回收复用。 所以星舰对于NASA实现登月计划，起着至关重要的作用。
就目前来看，想在明年实现环月飞行，SpaceX必须尽快进行第三次试验。 不过还好改进后的发射台抗住了这次测试，此前首次发射对地面基础设施造成了严重破坏，在发射台炸出一个大坑，碎片飞溅到大约5英里外的一个小镇上。 当时星舰的猛禽发动机阵列对发射台产生了大量热量和压力，导致混凝土发射台破裂。
马斯克在测试结束后，到达发射台巡视并表示：“星舰发射台状况良好，下次发射时无需再对水冷钢板进行翻新。 恭喜SpaceX团队和承包商如此迅速地设计、制造出了如此强大的系统！”同时，在后面的评论中，马斯克透露3-4 周内可以做好进行第三次发射的准备工作，而且可以从公路上经过就能看到机库有三艘飞船正在制造。
如果第三次测试星舰发射成功，对于人类航天史具有革命性意义，因为它是目前人类历史上体积最大、推力最强的运载火箭，能够一次性将100多吨物品送入近地轨道。 它也是一枚完全可重复使用的火箭，将大大降低太空活动成本，助力马斯克实现“火星梦”。 要知道NASA的SLS火箭发射一次的费用高达41亿美元，而星舰采用的猛禽发动机造价仅为一台25万美元。
总体来看，星舰第二次试飞虽然取得较大进步，但仍未能完成全部测试计划。 很多人都有疑问，为何SpaceX这么热衷于“爆炸”，不能用电脑模拟好再发射吗？也不是说马斯克多么财大气粗，毕竟每次爆炸都在燃烧着经费，只是他坚信可以通过“爆炸”来学习如何更快更便宜地制造更好的火箭，而不是仅仅依靠地面测试和计算机建模。
“火箭之父”齐奥尔科夫斯基曾说过：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。 ”要走出摇篮，人类从来没有停下脚步。 然而通往深空的路，从来不是一条容易的路。 未来，火星或许也不会是人类的终极目的地。
如何看待 SpaceX starship 倒数 40秒时暂停发射? - 知乎
如何看待 SpaceX 星舰 倒数 40 秒时暂停发射？首次尝试将“星舰”送入轨道过程中，遭遇了压力阀冻结问题。 SpaceX 表示，下一次发射将至少推迟 48 小时，之后进行卸载推进剂，放弃此次发射。 问题可能与压力阀冻结有关，需时间解决。 通常情况下，影响发射的问题往往不是短时间内能解决的。 SpaceX 需要时间来修改问题、检测并重新申请发射位，预计下一次发射可能在 5 月份。 星舰的成败，关键在于获得数据。 成功入轨并完成全舰回收，才是历史性的成功。 尽管面临挑战，但星舰仍有不小进步。 上个月，SpaceX 完成了星舰的第一次完整静态点火测试。 目标是 4 月在南得克萨斯基地进行首次轨道试飞。 失败和爆炸是正常现象，但能提供宝贵的数据。 星舰的可重用性使 SpaceX 能重新使用火箭最昂贵的部件，大批量生产和回收使用大幅降低发射成本。 回收两次就能回本，使得猎鹰 9 火箭在发射三次后，再用于发射星链卫星时，只需支付燃料费。 低成本发射是星链能快速建设的核心原因。 星舰是一个全箭回收的火箭，虽然成功率只有 50%，但马斯克更看重获取数据。 火箭炸了没关系，只要拿到数据就不亏。 新火箭使用新设计，炸机概率较大，但这是研发过程中的正常现象。 星舰的研发成功，将使单位质量发射价格大幅降低，对地球轨道任务的能力将产生碾压性影响。 目标虽然剑指火星，但对地球轨道任务的冲击也至关重要。 星舰的商业化行为，将对其他液体火箭企业构成挑战。 星舰如果成功，经验和技术也能提高重型猎鹰主芯级回收的成功率。 低成本火箭发射领域，星舰可能短期内成为垄断企业。 星链系统、卫星星座、商业空间站、探月等任务都将走在前列。 星舰的成功将对其他液体火箭企业构成压力，对卫星/服务企业则意味着发射成本降低和任务质量放宽。 星舰的名称和设计将对其他液体火箭企业构成竞争压力，可能会促使国会姥爷考虑更换后续的 SLS，使用星舰。 这将对波音等企业产生影响。 星舰的研发成功，将对全球航天领域产生深远影响，无论是发射成本、任务能力还是商业机遇，都将带来巨大变革。 星舰的未来，不仅关乎火星，更关乎地球轨道任务的未来。
