时隔一个月，虽然未能再次表演“筷子夹火箭”，但星舰顺利发射、成功回收。当地时间11月19日，埃隆·马斯克（Elon Musk）旗下太空公司SpaceX进行“星舰”第六次试飞。距离星舰第五次试飞，仅仅过了37天。本次星舰第六次试飞，也是星舰第一批次的最后一次飞行。与以往不同的是，星舰此次将于白天重返大气层，迎角难度更大。本次主要的任务为：尝试在太空中完成星舰二级的猛禽发动机的重新点火，为星舰携带有效载荷进行轨道任务做测试；评估新的次级热保护材料；并且再次上演“筷子夹火箭”——超重型助推器捕获。升空2分钟后，星舰的猛禽发动机在热段分离时点燃，接下来，超重型火箭轻轻溅落到墨西哥湾，而不是按照预定计划用“筷子夹火箭”的方式回收。随后，星舰的猛禽发动机重新点火，星舰已进入滑行阶段。发射一小时后，星舰在印度洋受控溅落。SpaceX表示：“确认溅落！祝贺 SpaceX 团队完成激动人心的第六次星舰飞行测试！”如果说星舰五飞是一次颠覆性回收尝试，那星舰六飞将是5飞的Plus版本，在同样的路径、技术手段护航下，追求更精准、更强大的目标，便于未来在太空的作业。作为第1批次的收官之作，星舰六飞的任务更多指向了「飞向太空」的小目标。SpaceX在社交平台表示：“我们最近在模拟火星大气中测试了隔热板材料，我们计划在 2026 年向火星发射第一艘星际飞船。”始于2023年4月的一次尝试，SpaceX星舰一路打破质疑，从“烟花秀”走向“太空秀”。第六次，星舰发射的任务有哪些突破？一路走来，星舰走过哪些至暗时刻？目前，星舰为马斯克带来了哪些收益？以下，Enjoy：SpaceX星舰能够在如此短的时间内进行第六次发射，主要因为与上次的发射路径基本保持一致。从德州基地发射，计划升空7分钟后进行超重型助推器的原位捕获回收，但实际上，超重型火箭最终轻轻溅落到墨西哥湾。升空65分钟后，星舰飞船将在南印度洋海域进行软着陆溅落。第五次发射时，第一级星舰飞船的超重型助推器成功被接收塔的筷子臂“夹住”，真正实现了在发射台回收火箭。夹住火箭的机械臂官方命名「Mechazilla」，即「机械哥斯拉」，长 36 米、高 18 米，重量达到了 700 多吨，成功捕获71 米高、250 吨重的火箭助推器。换而言之，一栋二十多层的楼房从 100 公里的高空开始自由落体，并且毫发无损地回归原位，保持直立状态。机械臂和火箭的完美配合，也点燃了工程师和观众们的热情。不同的是，第六次试飞针对末级进行了再度改进，将测试第二级星际飞船上猛禽发动机的重新点燃情况，用以判断飞船的耐力极限，并挖掘飞船发动机在太空作业的潜力。在超重型助推器返回时，仍需要和地面配合获取手动命令。手动命令没有发出，火箭不满足命令接收条件，助推器将默认着陆燃烧。此外，星舰第五次发射时，日出开始、夜幕软着陆，星舰第六次发射则选在日落开始，日出软着陆，这意味着星舰返回时将面临更强的大气层迎角挑战。伴随着前五次发射的经验，马斯克本人的态度显得更加轻松。晒出来的火箭特写照片中，不锈钢航天器中出现了一个像素卡通香蕉图像，恰恰迎合了工程师和航天专业人士常开的“香蕉规模”（banana scale）这一说法。星舰第六次发射， 首次尝试真空点火，主要实现了以下任务目标：1.二级猛禽发动机尝试在太空中重新点火，携带有效载荷进行轨道任务。单个猛禽发动机的空间燃烧，是为了轨道飞行任务作准备，以证明飞船离轨燃烧所需的条件和能力。通过热防护实验和操作变化，星舰的飞行数据和能力极限将被测试生成，并用于捕获和再利用的分析当中。测试一：考验前襟翼能否克服过往的烧蚀痛点，以更高的迎角飞行，用以测试极限；测试三：在星舰飞船两侧拆除八列隔热片，以测试星舰回收硬件的安装位置的耐高温性，进一步提升回收能力。3.实现夜晚发射、白天返回，攻克重返大气层的更大迎角。相较于第五次发射的昼发夜落，第六次发射选择了夜发昼落。时间上的考量主要是为了观测星舰着陆，这也是测试重点之一——进一步验证飞船的高精度着陆能力。星舰预着陆时间为当地早上6点，舰落点的无人机和观测人员将抓住良好的光学拍摄和视觉观察条件，获得高清全面的飞船着陆影响。在下降的尾声阶段，飞船会「刻意」以更大的迎角飞行，有目的性地评估襟翼控制的限制，从而获取着陆剖面的数据。作为上次任务的重要成果，第六次发射沿用已有技术并加以部分更新和测试。有趣的是，在第五次成功捕捉时，马斯克发布照片，轻描淡写地配文「早上好」，但默默换掉了陪伴他许久的「硅谷钢铁侠」头像。5.作为星舰第1批次的收官之飞，为第2批次的飞行做足准备、发现问题。下一次见面，全新升级的第2批星舰将接过接力棒、搭载着改良过的前襟翼、扩容后的推进剂罐、全新升级的隔热瓦以及加强的二级热防护层，继续执行太空补给、走向火星的任务。
观感惊艳世人的“筷子夹火箭”，实际上主要靠火箭自主「寻找」发射台完成。火箭归位时，自身的倒L形挂点对准机械臂的回收机构，连接在一级贮箱的上底上，使机械臂得以承载火箭的重量。因此，与其说火箭是被“夹住”，不如说火箭“挂在”了机械臂身上。但是，整个流程的难度并不会因此降低。火箭在下降过程中，需要及时找准机械臂，根据实时方位改变推力大小与速度方向，考验着燃料消耗、下降速度以及发动机的动态调节。同时，能否「稳稳地安全着陆」也要求火箭保持高精度的下降姿态和着陆角度。以SpaceX的猎鹰9号为例，火箭的精度达到了垂直速度误差 1.47m/s、水平速度误差 0.15m/s、倾斜误差 0.4°、偏离目标中心 0.7m的极小值。SpaceX的成功并不意味着回收火箭模式的定型。按照火箭的回收部分细分，包含一子级/助推器的回收、整流罩的回收以及组合体回收等等。其中，前两项主要指对运载火箭的某一特定部分回收再利用。组合体回收则指，将火箭的部分组合进行一体设计、一体回收再利用。
致力于回收利用的火箭飞船，已经尝试将多个方案做出极致细节。该方案主要通过利用降落伞实现火箭一子级的减速回收。火箭完成工作并且实现级间分离后，会进入大气层返航。此时，可以将预先安装好的降落伞打开，依靠大气阻力在逐渐下降的过程中对火箭进行减速，继而牵引其返回地面。该方案的整体系统较为简单、技术难度低，并且投入少、成功率高。但受制于降落伞的承重能力，该方案主要适用于小型运载火箭的回收，无法普遍性应用于大型火箭任务中。![]()
图源：航空知识滑翔回收也称带翼火箭回收，主要依赖于机翼产生的气动力，以此改变火箭一子级的滑翔方向，从而完成水平降落。在大气层返程过程中，火箭打开预安装的可折叠机翼，进行水平滑翔，并在接近地面时利用着陆架等结构完成安全降落。滑翔回收落点精度高、方便回收搜索子级，但对火箭本身性能要求较高，需要同时满足传统火箭飞行和航天飞机飞行两种能力。垂直起降回收也称动力减速回收，主要通过垂直起飞和降落的技术方案实现回收。返程时，需要通过姿控发动机控制火箭一子级的飞行状态，按照近乎垂直的形态下降。并且，尾声阶段需要重新启动发动机进行主动反推从而减速，在接近于零的速度下，垂直降落于着陆平台，完成回收。这一方案同时满足着陆精度高便于定点回收以及适配现有火箭设计、整体改动小的优点。同时，严格要求着导航制导精度和姿态控制。“猎鹰”9 火箭一子级海上着陆飞行剖面示意图 图源：中国航天期刊
2024年9月，朱雀三号所完成的10公里级垂直起降返回飞行试验便与此方案原理相似。火箭的重复回收也将助力更大运力、更高频次、更低成本的太空旅行成为现实。2024年 5 月， SpaceX 星舰首次成功着陆的庆功会上，马斯克公布了登陆火星的宏伟蓝图，声称要在 20 年内在火星上修建城市。为了顺利达成火星移民计划，首先需要配备推进剂的飞船前往火星。往返的初始过程中，需要对飞船的材料进行重复利用，把成本打下来。回顾星舰的狂欢历程，从万人嘲到万人追，SpaceX 总是极速摆脱失败的阴影，高效找到问题进行解决。- 2023年4月20日，第一次星舰轨道发射尝试，发动机故障导致失控，被迫引爆销毁。
- 2023年11月18日，第二次星舰飞行试验中，液氧管道堵塞导致助推火箭爆炸，飞至太空却还是因火灾坠毁。
- 2024年3月14日，第三次星舰飞行试验中，星舰与助推器成功分离并顺利完成多项试验。但因离轨时点火失败，最终还是走向销毁。
- 2024年6月6日，第四次星舰飞行试验中，助推火箭成功回收，星舰完成了大部分任务，但再入时机体受损。
- 2024年10月13日，第五次星舰飞行试验中，超重型助推器按计划顺利返回发射场，并与机械臂完美交接。
星舰的每一次失败都伴随着革命性的突破：发射台的加固、喷水消音装置的增设、热分离方法的采用等。每场和失败的较量，都成为了建构马斯克充满野心的「火星计划」的一环。人类能否在火星建立文明，或许不再是对结果的问句，而是对时间的期许。2023年11月，马斯克曾发文透露，或许将从S33开始，打造V2第二代星舰飞船。据悉，二代星舰飞船将针对燃料仓进行扩容，以保证更多推进剂的装载；同时，加强猛禽发动机以提升推力；并且，针对烧蚀风险作出改良；优化有效载荷舱门；针对头部小型液氧舱采用新漏斗的设计，帮助提高流体管理效能。旧版星舰已经获得行业认可，新版星舰更加值得期待。除此之外，SpaceX还计划在2025年3月进行“太空加油”——推进剂在轨加注尝试。NASA人类着陆系统项目副经理肯特·霍伊纳茨基在采访中介绍，SpaceX与NASA曾在2020年签订了5320万美元的合同，以达到两艘星舰的上面级飞船（Starship）在低地球轨道上进行在轨推进剂转移。SpaceX的持续前进，让其成为了最被看好的“商业宝藏”。2024年11月，第31届工商业巨头投资年会（Baron Investment Conference）上，SpaceX总裁兼首席运营官格温·肖特维尔表示：「星舰将带领我们超越巅峰，成为世界上最有价值的公司之一。」根据目前二级市场股票的要约定价，目前，SpaceX的估值约为2100亿美元。谁撑起了SpaceX的高估值？一个是如今的现金奶牛——星链。根据美国天文学家兼太空轨道分析专家乔纳森·麦克道尔的数据，截至11月17日，SpaceX累计发射星链卫星数达到7,324颗、在轨数6,656颗、运行数5,956颗。这一数据也被网友调侃为：“马斯克在给自己刷火箭。”格温·肖特维尔则进一步透露道：“目前星链卫星的产能为每周50-60颗。截止2024年9月26日的星链卫星用户数统计（Credit: SawyerMerritt）
对于许多航天领域公司而言，与其说SpaceX是对手，不如说SpaceX正在为太空赛道建造「基础设施」。未来则将是星舰。格温认为，星舰将使SpaceX成为最有价值的公司之一。星舰一旦投入使用，将很快超越公司在役的主力火箭猎鹰，后者已经发射了400多次。如果在未来四年发射400次星舰，也不必感到惊讶。
“我们所做的是通过我们正在做的工作，让普通人也可以进入太空。我们甚至无法想象星舰将对人类和个人生活产生什么样的影响，我认为这将是SpaceX最有价值的部分。”
Starfish Space创始人在最新采访中提及对SpaceX的看法：「每四个月，SpaceX会有一次拼车式发射任务，叫Transporter Missions。如果一家创业公司需要验证自己的产品，便可以借此契机很容易地发一颗卫星上去试试。对于航天创业公司而言，每四个月有一列定期开往太空的大巴。」Starfish Space创始人还提到：「购买SpaceX的发射服务是非常简单的事情，我只要在他们给的网站链接填写卫星的名字、尺寸以及重量等基本信息，随后，签署合同并且打款，就可以在5分钟内走完流程，甚至比买机票还容易。」「每次发射，我会见到很多熟悉的创始人，那时可以被称为“整个行业的节日”。很多航天创业公司的BP写的类似：发射的成本急剧降低，让我们现在能用传统承包商十分之一的价格完成同样的服务。」或许，SpaceX的试错成功，让更多创业公司有是错的机会，也让航天因此得到更多资金注视的目光。
星舰基地的晨曦和黄昏在1年多的时间内见证了“Nothing is impossible”。从多年筹备到逼近每月试飞，从遥不可及的星空到稳定频繁的发射，人类用科技引领着无数个初代走向成熟。
在一次次点火发射的过程中，电影走进现实，星际文明的路，不再是无稽之谈，勇敢者渴望的未知答案，就在前方。References：综合汇编自SpaceX官网、X等，1.SpaceX用“筷子”夹火箭？其实并不是夹住的 by上海科技馆2.星舰将进行“太空加油”操作，用两发飞船进行试验！三个月后实施 by科普大世界3.格温·肖特维尔：星舰将使SpaceX成为世界上最具价值的公司 by全球航天世界4.垂直起降、伞降回收、有翼水平回收……可回收火箭有哪些技术路径 by环球网- END -
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