SpaceX 星舰第 10 次试飞聚焦容错性

IT之家 8 月 28 日消息，长期以来，SpaceX 一直将星舰（Starship）宣传为一款可完全、快速重复使用的火箭。其设计初衷是向火星运送数千磅货物，助力人类实现“多行星生存”愿景。然而，规模化重复使用的核心在于航天器需具备容错能力 —— 即便出现故障，也不会直接导致任务彻底失败。

当地时间周二晚间进行的第十次试飞，充分体现了 SpaceX 对“容错性”的重视。该公司在试飞后的更新中表示，此次测试旨在“挑战星舰性能的极限”。而摸清这些极限，对 SpaceX 后续计划至关重要：未来星舰不仅要承担星链卫星（Starlink）发射、商业载荷运输任务，最终还将负责载人航天任务。

周二晚间，当这枚巨型星舰火箭升空时，SpaceX 的目标远不止达成新里程碑。团队在此次试飞中主动引入多项故障，重点测试三项关键技术：热防护系统（隔热罩，heat shield）性能、推进系统冗余能力，以及猛禽发动机（Raptor）的在轨重启技术。

热防护系统正是 SpaceX 当前面临的最大工程难题之一。正如埃隆・马斯克（Elon Musk）2024 年 5 月在 X 平台（原推特）上所言，“可重复使用的轨道返回隔热罩”是实现火箭 100% 重复使用的“最后一道关键难题”。

星舰上级舱（与火箭同名，也称作“星舰”）的腹部覆盖着数千块六边形陶瓷与金属隔热瓦，这些瓦片共同构成了热防护系统的核心。

第十次试飞的核心目标之一，就是验证星舰在穿越大气层、承受高温灼烧时，能承受多大程度的损伤并仍能安全存活。测试中，工程师主动移除了部分区域的隔热瓦，并对一种新型主动冷却隔热瓦进行了试验，以收集真实数据并改进设计。

2003 年“哥伦比亚号”航天飞机事故，早已为热防护系统的脆弱性敲响警钟。当时，一块绝缘泡沫在发射阶段撞击了哥伦比亚号左翼的隔热瓦，这一关键故障最终导致航天飞机重返大气层时解体，机上 7 名宇航员全部遇难。

22 年后的今天，SpaceX 正专注于极端场景下的性能验证。若此次试飞后的数据显示，星舰舱体温度始终控制在预期范围内，将为该公司实现“上级舱直立着陆、翻新后重复使用”的终极目标奠定重要基础。

推进系统的冗余能力也在此次测试中得到验证。超重型助推器（Super Heavy）的着陆点火程序，实际上是对“发动机失效”场景的模拟演练。在点火最后阶段，工程师主动关闭了三台中央猛禽发动机中的一台，并启用了备用发动机来替代。这是一次成功的发动机失效事件演练。

此外，SpaceX 还宣布完成了猛禽发动机的在轨重启，发射直播中提到，这是该公司第二次实现这一技术突破。对于深空探测任务、推进剂在轨转移任务，乃至部分载荷部署任务而言，发动机的可靠重启能力都至关重要。

美国国家航空航天局（NASA）的“阿尔忒弥斯计划”（Artemis），也高度依赖 SpaceX 的两项关键技术突破：一是能承受重返大气层高温的热防护系统，二是可在轨可靠重启的星舰 —— 唯有实现这两点，才能确保宇航员安全登陆月球表面。目前，NASA 已向 SpaceX 拨款超 40 亿美元（IT之家注：现汇率约合 286.22 亿元人民币），用于研发可登月的星舰版本；按计划，星舰的首次月球着陆任务将于 2027 年年中执行。

NASA 会根据任务类型调整风险容忍度：对于无人任务，会接受更高风险；而载人运输任务则要求极低风险。在让宇航员搭乘新型火箭前，NASA 会设定量化安全标准，且这些标准必须通过测试与飞行数据验证才能达标。尽管星舰体型更大，但安全标准并不会因此放宽 —— 不过，更大的体型也意味着潜在故障模式会更多。

综合来看，此次试飞的多项实验表明，SpaceX 的测试正围绕这些安全标准展开。下一步，该公司将对星舰进行重大升级，推出“Block 3”版本：包括推力更强的猛禽发动机、襟翼系统升级，以及航电系统、制导导航与控制系统的优化。

第十次试飞的下一个关键节点，是将飞行数据转化为硬件升级方案 —— 唯有如此，才能逐步实现星舰的“常规化运营”，最终迈向马斯克设想的目标：“24 小时内完成 24 次星舰发射”。