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马斯克赌赢了!人类最大火箭第一次真正入轨,中国必须跟上!

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北京时间 9 月 28 日 20 时 49 分,SpaceX 的星舰从美国得克萨斯州星港基地二号发射台升空。这套高约 124 米的火箭,是人类迄今发射过的体量最大、推力最强的运载系统。

超级重型助推器 B21 完成上升和热分离,随后返回墨西哥湾,在预定海域完成溅落。星舰上面级 S41 随后继续飞向太空。上升段后期,一台真空猛禽发动机提前关机,但其余发动机完成补偿。飞行约 8 分 11 秒时,S41 结束上升段点火,进入一条可以自然返回地球的亚轨道轨迹。

飞行控制团队随后检查飞船状态,确认负责离轨的关键系统仍有足够冗余,批准它继续入轨。飞行至约 25 分钟时,S41 单独点燃一台海平面猛禽发动机,完成持续约 19 秒的入轨点火,进入高度约 275 公里的近地轨道。这是星舰 14 次综合飞行试验中第一次进入环绕地球运行的轨道。

约 9 分钟后,星舰开始释放搭载的 26 颗星链 V3 卫星。卫星部署持续约半小时,SpaceX 随后确认,26 颗卫星已经全部进入轨道,Starlink 团队也已与每颗卫星建立联系。



发射、入轨和载荷部署三个主要环节由此完成。星舰取得了项目启动以来最重要的一次阶段性成功:它第一次打通从地面升空到轨道交付的完整链条,开始从试验飞行器转变为能够执行运输任务的运载火箭。

这个节点恰好出现在猎鹰 1 号首次入轨 18 年后。2008 年 9 月 28 日,猎鹰 1 号在此前三次失败后成功进入轨道,成为世界上第一枚由私人企业研制并成功入轨的液体燃料火箭。18 年后的同一天,星舰第一次进入轨道,并开始运送 SpaceX 的下一代通信卫星。

除了时间上的巧合,两次成功所解决的问题也很相似。猎鹰 1 号当年证明 SpaceX 能够制造一枚轨道火箭;星舰这次证明,SpaceX 可以把人类迄今推力最大的运载系统变成实际可用的运输工具。



星舰此前已经多次进入太空,也验证过热分离、再入、海上软着陆和发动机空中重启。部分飞行已经达到接近轨道飞行的速度和高度,但前 13 次任务都采用亚轨道轨迹。即使飞船在太空中失去控制,也会沿预定轨迹自然返回大气层,不会长期停留在轨道上。

这种设计为早期试验留出了安全退路,也限制了星舰能够完成的任务。它可以测试发动机、隔热盾和飞行控制系统,却无法把卫星真正留在轨道上。

第 13 次飞行其实已经接近这个目标。当时,星舰成功释放了 20 颗星链 V3 卫星,并与全部卫星建立通信,取得了遥测数据。不过,那批卫星仍处于预先设计的亚轨道轨迹,大约 20 分钟后便进入大气层,没有加入星链网络。那次试验验证了载荷舱门和卫星释放机构,仍未完成真正的轨道交付。第 14 次飞行补上了这一缺口。

入轨点火涉及一整套相互关联的能力。猛禽发动机需要在经历发射振动、第一次关机和约 17 分钟滑行后重新启动;低温推进剂需要在接近失重的环境中得到有效管理;制导和导航系统则要控制点火时机与持续时间,将飞船送入足够精确的轨道。若飞船状态不满足要求,SpaceX 就会取消入轨,让它沿原定的亚轨道轨迹返回大气层,以免一艘无法主动离轨的飞船滞留太空。

随着 26 颗卫星全部释放,星舰首次完成了从发射、入轨到载荷交付的完整任务链条。

这是此次成功最直接的意义。SpaceX 此前已经证明,星舰能够产生巨大的推力、承受上升段载荷并接近轨道速度;现在,它第一次证明这些能力可以转化为实际交付。星舰项目的主要问题由“能否进入轨道”转向“能否稳定、低成本、高频地重复完成轨道运输”。

本次发射携带的 26 颗星链 V3 卫星,也让这次任务具有了明确的商业含义。按照 SpaceX 公布的设计指标,每颗星链 V3 卫星可为星座增加约 1 Tbps 的下行容量,26 颗合计约为 26 Tbps。SpaceX 称,这批卫星增加的容量约为一次猎鹰 9 号星链 V2 Mini 发射任务的 10 倍。

虽然这些卫星尚未正式投入服务,但星舰已经展示出改变星链建设速度的潜力。星链 V3 的体积和通信能力都高于目前主要由猎鹰 9 号部署的卫星。过去,SpaceX 设计卫星时必须适应猎鹰 9 号整流罩的尺寸和运载能力;星舰投入使用后,卫星可以变得更大,单次发射携带的网络容量也能明显提高。

星链很可能成为星舰最早的稳定、大规模任务来源。星链需要更大、更便宜和更高频的运载能力,星舰则需要大量发射来积累数据、提高可靠性,并摊薄研发和基础设施成本。SpaceX 同时控制火箭、卫星和通信服务,可以用自己的卫星填充发射计划,不必等待外部市场出现足够多的超重型载荷。

猎鹰 9 号的高频复用也曾受益于星链任务。星链为猎鹰 9 号提供了持续的发射需求,SpaceX 由此积累了大量火箭复用和周转经验。星舰如今获得了类似的内部需求,只是需要交付的卫星更大,对轨道运输能力的要求也更高。

因此,卫星的成功释放在某种程度上和首次入轨同样重要。单纯进入轨道,星舰仍可能停留在一项昂贵的试验计划中;把计划投入运营的卫星留在轨道,说明它开始直接为 SpaceX 的现有业务建设基础设施。星舰与星链之间长期设想的业务循环,第一次通过真实任务运转起来。

另外,这批卫星还承担了一项特殊任务。26 颗卫星中有 3 颗安装了额外摄像设备,将从外部扫描星舰隔热盾,并把影像传回地面。S41 本身还安装了两块从上一艘星舰 S40 回收的隔热瓦,这是 SpaceX 首次让星舰隔热瓦重复飞行。

这些安排服务于星舰下一阶段的目标:从轨道返回并实现快速复用。轨道级再入仍是隔热盾的核心考验。隔热瓦出现缝隙、松动或脱落,都可能使高温等离子体进入飞船结构。卫星提供的外部视角,可以帮助工程师判断隔热盾在长时间轨道飞行中的状态。

更远一步看,进入轨道还是推进剂转移、月球着陆和深空飞行的共同前提。SpaceX 计划让多艘星舰在地球轨道上完成低温推进剂转移,为飞往月球和更远目的地的飞船加注。NASA 采用的载人月球着陆版星舰同样需要多次发射和在轨加注。此次飞行还不足以证明星舰已经具备执行这些任务的能力,但它为后续的加注、长时间在轨运行和深空飞行试验提供了起点。

截至发稿,第 14 次飞行仍未结束。由于上升过程中出现发动机异常,飞行团队采用了更为保守的返回方案。SpaceX 表示,S41 将在入轨约 3 小时后提前离轨,使其再入大气层,并在智利以西的太平洋海域实施受控溅落。

后续离轨和再入将检验飞船能否长时间保持健康、再次启动发动机,并承受轨道级再入的热环境。如果这些环节出现异常,星舰返回发射场和快速复用的计划仍会受到影响。

不过,即使后续飞行出现问题,也不会改变 26 颗卫星已经完成轨道部署这一结果。星舰已经证明自己能够承担轨道运输任务,接下来需要证明的,是这种运输能否成为一种日常能力,真正实现 SpaceX 所设想的“完全、快速重复使用”。

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