“星舰”首次挑战“双回收”，马斯克能夺取火箭技术“圣杯”吗？

滚动播报 11.13 18:19

（来源：上观新闻）

太空探索技术公司（SpaceX）准备进行一次历史性尝试——同时回收“星舰”的助推器和飞船。

美国东部时间11月13日17时45分（北京时间11月14日6时45分），SpaceX预计实施“星舰”第15次试飞，发射窗口持续75分钟。

如果成功，这将是史上最强大运载火箭系统首次完成“全箭回收”，人类距离真正实现火箭重复使用又将迈进一步。

惊心动魄的试飞

按照SpaceX的计划，发射约6分多钟后，第一级“超级重型”助推器将与第二级“星舰”飞船分离，随后掉头返回发射场，尝试由发射塔上的“筷子”机械臂捕获。

这是SpaceX第三次尝试以“筷子夹火箭”的方式捕获助推器，但却是首次试验于最新V3版本助推器。

与助推器分离后，飞船将重新点燃发动机，进入约275公里高度的近地轨道。

其速度将达到每小时约2.7万公里，计划释放26颗新一代“星链”V3卫星，并绕地球飞行约14圈，整个在轨任务预计持续22小时以上。

完成任务后，飞船将返回地球，首次尝试由发射塔机械臂捕获。

这也是此次试飞最大的看点：既要让一级助推器回来，也要让二级飞船回来，尤其是飞船此前从未试过“筷子回收”。

“观看一艘足有‘自由女神像’大小的飞船归来，将是一次惊心动魄的体验。”美国舆论如此形容。

面临哪些风险？

历史性尝试背后，是多重技术考验。

首先，最新V3版本助推器能否被机械臂稳稳接住？

V3在发动机、结构和气动设计上进行了较大优化，此次将检验新一代系统在真实飞行中的可靠性。此前的捕获经验，并不意味着新版本也能顺利过关。

更大的挑战在于飞船能否从轨道安全返回。

助推器升空数分钟后便开始返航，飞行时间和返回距离相对有限；飞船则必须经历长达22小时以上的轨道飞行，再完成离轨制动、大气层再入、姿态调整和末端着陆等一系列复杂动作。

其中，再入大气层是风险最高的环节之一。飞船将承受极高的热负荷，表面温度可达约1093摄氏度。隔热瓦一旦脱落或受损，就可能危及飞船结构完整性。

热防护系统能否经受考验，将直接关系到“星舰”能否实现长期重复使用。

发动机可靠性同样不容忽视。

此前试飞中，“猛禽”发动机曾出现意外熄火或无法重新点火等问题。

在去年9月第14次试飞时，“星舰”飞船虽然首次进入地球轨道并成功部署卫星，但最后因为发动机故障提前结束飞行。

即便飞船顺利穿越大气层，最后还要过“着陆关”。

伊利诺伊大学航空航天工程副教授约瑟夫·冈萨雷斯指出，飞船准备着陆时，将从美国西海岸方向进场，飞越包括有人居住的区域，飞行控制和安全保障面临挑战。

为应对突发情况，SpaceX保留了安全退出机制：如果飞船状态不适合返回发射场，将放弃塔架捕获，改在预定海域溅落或采取自毁方式。

SpaceX强调，只有确认飞船状态符合要求，才会尝试回收。

离“圣杯”还有多远？

SpaceX一直将完全可重复使用的发射系统视为火箭技术的“圣杯”。

冈萨雷斯认为，如果此次试验成功，未来两三年内就可能研制出完全可重复使用的火箭。

不过，一次成功捕获不等于真正实现稳定、低成本的重复使用。

从“能回来”到“能快速再飞”，仍有不少难关需要攻克。

SpaceX还需要证明：回收后的发动机能否快速检测并再次点火？隔热瓦是否需要大量更换？飞船结构是否受到损伤？检修后需要多长时间才能再次发射？发射塔能否承受高频次捕获和发射？

如果每次回收后都需要耗费大量时间和资金检修，重复使用的经济优势就会大打折扣。

SpaceX前工程师奥斯丁·斯皮格尔指出，SpaceX不仅要让火箭成功返回，还要将检查、维护和再次发射的周期压缩到几天甚至一天左右。

这才是实现商业化重复使用的关键。

影响面有多大？

“如果每次开车出去都要把车扔掉，你肯定会说‘这也太疯狂了吧’。”马斯克曾这样形容火箭一次性使用的局限。

传统火箭往往在完成任务后抛弃价值不菲的部件。“星舰”的目标就是要能实现整个运载系统重复使用，这样就有望减少制造成本，提高发射频率，从根本上改变太空运输的经济逻辑。

与此同时，此次试飞还关系到美国深空探索计划的推进。

“星舰”是美国国家航空航天局（NASA）“阿尔忒弥斯”登月计划选定的载人登月系统。

此次“双回收”试验若成功，将为“星舰”整体技术体系提供重要验证。

对于更远期的火星探索而言，大运力、低成本和可重复使用的运输工具，更是不可或缺的基础条件。