首飞炸毁的马斯克“星舰”，能给我们什么样的启发_【技术·国际航天】看图说话：SpaceX火箭家族

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首飞炸毁的马斯克“星舰”，能给我们什么样的启发？

最近两天，笔者正忙于上海车展相关工作，却突然发现朋友圈“炸了”。一些平日只分享吃喝玩乐、关心各地“肉价”的朋友，竟然摇身一变成为了航天迷，开始为SpaceX的“星舰”欢呼。那么，“星舰”发射成功了吗？可我记得马斯克本人曾表示成功概率不大。带着疑惑，即便文债压身，我还是点开了新闻——结果是首飞失败，火箭在飞行途中爆炸了。

然而，这并没有阻止许多人继续欢呼和沸腾。即使埃隆·马斯克自己也早已做好失败的准备，并多次告诫大家成功的可能性很低。“只要没有在发射台上爆炸，就算是成功”，这句话正是他亲口所说。事实却是，虽然发射台没有直接被摧毁，但损毁程度几乎与爆炸无异。

实际上，无论是SpaceX的工程师还是埃隆·马斯克本人都清楚，“星舰”项目目前仍存在诸多不足。例如，仅下面级多达33台发动机阵列能否同时点燃就充满不确定性。这一问题甚至在今年2月10日的第三次地面静态点火测试中仍然显著（当时有两台引擎未能点火）。而在4月20日的首射任务中，问题更加严重：点火仅60秒便有多达5台引擎熄火，后续又熄灭了6台。

尽管如此，这仍然是人类历史上首次“全民参与”型航天项目。自“星舰”立项以来，SpaceX一直以近乎全透明的方式向公众展示所有可公布的细节信息，从而吸引了全球数亿粉丝为其“打Call”。既然粉丝们的期待已经被吊得如此之高，发射便成为马斯克和SpaceX的“刚需”。即便花费30亿美元打造了一场“烟花秀”，该做的还是得做。

讲道理，支持前沿工程当然是必要的，但“炸了就算赢了”这种逻辑实在令人费解，仿佛回到了“我同事去了就等于我也去了”的荒唐场景。

关于“星舰”首飞的过程及失败细节，这两天各类公众号已传播遍简体中文网络，这里不再赘述。应部分读者要求，本文将重点探讨“星舰”项目本身及其背后的意义。

首先需要明确的是，狭义上的“星舰”仅指那个造型独特的入轨飞船部分，而整个火箭系统则由“星舰”（Starship）和其助推器“超重型”（Super Heavy）组成。其中，“超重型”助推器配备了33台“猛禽2”（Raptor 2）液氧甲烷引擎，按内外圈方式布置，外圈20台固定，内圈13台安装在万向节上，可偏转最大15度。而“星舰”本体则搭载了3台专门优化真空性能的“真空·猛禽”引擎和3台与“超重型”同配置的“猛禽2”引擎，后者同样具备最大15度的摆动能力。

与之对比，SpaceX旗下的猎鹰9号使用的是“梅林”引擎，其摆动角度仅为5度；即便是能够像固定翼飞行器一样降落的航天飞机，其RS-25引擎的最大摆动角度也只有12.5度。因此，“星舰”火箭的两个组成部分理论上可以在完成发射任务后，凭借剩余燃料在大气层内机动数千公里，返回发射场或另选合适地点降落。这种更高的机动性意味着“星舰”可以更从容地选择降落地点。

在动力系统方面，除了“猛禽2”和“真空·猛禽”本身具有不错的推力/比冲数据外，还有两大主要优势：第一，甲烷燃料虽成本略高于专用煤油（后者若非苏联那样的高品质油田，则需通过煤炭液化工艺制取以确保成分精确可控），但更不易结焦，降低了意外事故的概率；第二，由于猛禽系列引擎采用液态温度为-161.5°C的甲烷作为燃料，而氧化剂液氧的液态保存温度为-183°C，二者温差远小于液氢（-252.8°C）和液氧，因此低温燃料-氧化剂罐体的隔热措施相对简单许多。

此外，“星舰”火箭选用的美标304牌号不锈钢材料（即普通保温杯、不锈钢烧锅内胆所用的那种“食品级”不锈钢）是一种非常廉价的金属材料，近期市场价格每吨仅售3800元人民币，折合每千克3.8元。相比之下，航天级碳纤维如T800HB（日本东丽生产）的大批量订购价格仍高达每千克2000元人民币。

上述一切叠加在一起，表明“星舰”项目的本质在于探索如何利用低于传统“航宇级”规格标准的材料和工艺，以尽可能低的成本建造超大尺寸航天器，同时使其具备不低于“猎鹰9”的复用能力。其终极目标是：在“星舰”和“超重型”完成一次任务各自降落之后，经过简单的各项检测，能够在几个月甚至几周内再次回到发射架上，加注燃料并执行下一次任务。

尽管已经最大限度地考虑了成本和需求，但由于体型巨大，“星舰”火箭即使最终完全实现其初始设定指标，仍然会面临某些无法逾越的限制问题。例如，“超重型”需要逐一测试结构和发动机，而“星舰”则需要检查和修复隔热瓦。作为一种起飞质量达到5000吨的超重型航天发射平台，“星舰”注定无法像民航客机那样，在完成一个航班飞行任务后仅经简单检测和加注燃料即可立即投入下一个任务。这需要另一种思路的平台，例如中国航天科工集团正在推进的腾云工程所采用的组合动力亚轨道飞行器+入轨航天器模式。

“星舰”火箭的本质是放大火箭体积，尝试接近当前技术的极限，同时降低原本航天项目的高标准，试探其可接受“下限”的边际。一旦成功，将诞生一种真正意义上的、如同客机执飞航班那样执行航天任务的、可以直接从机场起飞的航天发射平台。不过，这样的空天飞机系统在规模上不可能超过现有航空器太多，而水平起飞、低维护要求的特性也决定了其有效载荷比不可能与走大型化路线的“星舰”相比。

现阶段，未来航天器的两条主要发展路线已初见端倪：“星舰”火箭刚刚经历了一次失败但依然鼓舞人心的首飞，而腾云工程则在去年8月26日进行了首次成功飞行。根据中央电视台2022年8月26日的报道，由中国运载火箭技术研究院研制并制造的升力式亚轨道运载器当天在酒泉卫星发射中心垂直起飞，按照预定程序完成亚轨道飞行后平稳水平着陆于阿拉善右旗机场，成功实现了我国亚轨道运载器的首次飞行测试。

这似乎预示着一场“花开两朵，各表一枝”式的前进探索。然而，成年人的目标从来不是二选一，而是“全都要”。

十余年来，我国关于登月火箭方案即“长征九号”的论证逐渐走向最终定案阶段。根据目前流出的信息以及展会期间展示的模型，其最终构型将是一种类似“星舰”火箭的三级串联“光杆”造型，加注完毕后的总质量约为3930吨规模，总高度超过百米。

马斯克为“星舰”火箭描绘的前景是单发只需1000万美元，远期甚至可能降至200万美元。即使与单发要价22亿美元的SLS相比，假设“星舰”在中远期内能以1.1亿美元的价格将150吨载荷送入近地轨道，这也足以改变现有航天产业的现状。尽管中国航天并未像美国那样存在官商勾结导致成本虚高的问题，但“又便宜又好用”这一点对我们来说同样意义重大。

去年12月，SpaceX正式发布了名为“星盾”（Starshield）的卫星互联网星座项目。撇开所有包装和商业化术语，其实质可以简单理解为“星链”（Starlink）星座的纯军用版本。现阶段，美国军事力量已深度依赖天际设施体系，包括在轨部署的传感器、用于数据中继的节点以及执行特定任务的功能型卫星系统。

由于深度依赖，这些系统变得极其脆弱，尤其是在“大国竞争”对手已经掌握可靠、廉价且有效的反卫星技术的情况下。“星盾”项目的实质在于实现军用在轨航天器的分布式部署。如果一颗重达10吨且功能强大的电子侦察卫星在直升式反卫星导弹打击下显得脆弱不堪，那么20颗各重0.5吨、凑起来大致能实现类似功能的小型电子侦察卫星星座呢？

更何况，不久前发射的“星链”二代MINI星重量已达790kg，“星链”2.0据称极限可达2吨。更大的平台意味着可以搭载更多设备和功能。227kg的0.9版“星链”卫星充其量只是一个功能一般的太空路由器，而2吨重的“星链”2.0则可以根据需要配备各种载荷，不仅提供数据中继功能，还能变身电子侦察卫星、光学侦察卫星、红外线预警卫星，甚至装载武器成为攻击卫星。凭借“星舰”的巨大载荷能力，成千上万颗卫星混杂在一起，使对手既难以监测，更难以有效摧毁。

只有“魔法”才能击败“魔法”。真正的次世代航天竞争已然拉开帷幕。我们在肯定SpaceX迈出这一步的同时，也应清醒认识到这家从NASA乃至美军获取关键技术的企业背后隐约可见的美国国家机器身影。

当然，以上思考与本次“星舰”狂欢中的许多人毫无关系。对于这部分人而言，捧马斯克的同时踩一脚“你国”似乎已成为一种膝跳反射行为，可能是他们维持自我精神状态的必要手段。

对此，笔者借用“魔法”来回应：美利坚的资本主义宏大叙事真的与那些氪个《原神》都肉疼的人有关吗？说实在的，与其在简中互联网制造数据垃圾，不如尽早去“走线”吧。

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【技术·国际航天】看图说话：SpaceX火箭家族

SpaceX的火箭家族涵盖了多个重要成员，这些火箭的研发和改进不仅推动了商业航天技术的发展，也为人类探索太空提供了新的可能性。以下是SpaceX火箭家族的主要成员及其特点：

首先，“猎鹰1号”是SpaceX的早期作品，它经历了多次试验和挑战，为公司后续火箭的研发奠定了坚实的基础。尽管“猎鹰1号”的发射过程充满坎坷，但它标志着SpaceX在航天领域的起步，并积累了宝贵的经验。

接下来，“猎鹰9号”成为SpaceX的核心产品之一，旨在满足更大重量的发射需求。这款火箭能够承载高达13,150公斤的载荷，其最大的亮点在于火箭复用技术的实现。2014年，“猎鹰9号”首次成功在海上着陆，这一突破性成就标志着火箭技术的重大进步，也奠定了SpaceX在可重复使用火箭领域的领先地位。

与此同时，“龙”飞船的出现进一步巩固了SpaceX在商业航天领域的重要性。作为NASA商业轨道运输服务的一部分，“龙”飞船成功对接国际空间站，验证了商业航天的力量。此外，这一项目还为SpaceX后续的载人飞船计划铺平了道路，展现了公司在载人航天领域的潜力。

为了支持“猎鹰9号”助推器的垂直着陆技术，SpaceX开发了“蚱蜢”火箭原型机。这款原型机为垂直着陆技术的成熟积累了大量经验，是SpaceX技术发展中的重要一环。

随着技术的进步，SpaceX推出了“猎鹰重型火箭”，这款火箭于2018年成功发射，展示了其在重型运载火箭市场的竞争力。通过结合三枚“猎鹰9号”一级助推器，“猎鹰重型火箭”具备了强大的运载能力，成为当时世界上最强大的现役运载火箭之一。

最后，SpaceX正在全力推进“星舰”及超重型火箭项目，这是埃隆·马斯克火星发射雄心的核心。计划中的“星舰”将采用可重复使用的庞大火箭舰队，以实现星际旅行的目标。目前，“星舰”的多个原型，如“星跳者”和“星舰”Mk1，正在进行持续的测试和改进。这些努力预示着SpaceX未来火箭家族的壮丽前景，也为人类迈向深空探索开辟了新的可能。

综上所述，SpaceX的火箭家族从早期的“猎鹰1号”到未来的“星舰”项目，始终以技术创新为核心驱动力，不断推动航天技术的发展，并为人类探索宇宙提供更多的可能性。

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