本文來(lái)自微信公眾號(hào)：騰訊科技，作者：蘇揚(yáng)，編輯：徐青陽(yáng)，原文標(biāo)題：《一文讀懂星艦“十三飛”：部署20顆V3衛(wèi)星，上演太空“自拍”，飛船、助推器成功濺落》，題圖來(lái)自：視覺(jué)中國(guó)

北京時(shí)間7月25日，SpaceX成功執(zhí)行了星艦第十三次綜合飛行測(cè)試（Flight 13）。

星艦飛船濺落畫(huà)面

整個(gè)任務(wù)沿著亞軌道飛行，全程持續(xù)超過(guò)一個(gè)小時(shí)。升空后約7分鐘，超重型助推器完成點(diǎn)火程序，濺落于墨西哥灣。

飛船在部署20顆星鏈V3衛(wèi)星后，于太空重啟一臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)，并完成受控再入，最終濺落在印度洋預(yù)定水域。

本次飛行的組合體由Ship 40飛船與Booster 20超重型助推器構(gòu)成，組合體總高約124米，其中助推器高約71米，安裝33臺(tái)猛禽3發(fā)動(dòng)機(jī)。飛船高約53米，推進(jìn)、航電及熱防護(hù)系統(tǒng)均按V3標(biāo)準(zhǔn)重新設(shè)計(jì)，有效載荷艙裝載了首批20顆具備完整功能的星鏈V3衛(wèi)星。

星艦V3亞軌道飛行主要階段示意圖

此次飛行，標(biāo)志著SpaceX從上一次任務(wù)的異常中快速恢復(fù)，并將V3構(gòu)型的驗(yàn)證推向更深層次。

快速糾錯(cuò)，時(shí)隔兩月再戰(zhàn)

本次發(fā)射距“十二飛”不到兩個(gè)月，相較此前“十一飛”與“十二飛”之間長(zhǎng)達(dá)七個(gè)月的間隔明顯縮短。

不過(guò)，“十三飛”的首秀也并非一帆風(fēng)順。

7月17日的首次發(fā)射嘗試中，倒計(jì)時(shí)歸零時(shí)，火焰和煙霧噴涌而出，但這枚巨型火箭并未按計(jì)劃離開(kāi)發(fā)射臺(tái)。

SpaceX創(chuàng)始人埃隆·馬斯克隨后解釋?zhuān)匦椭破鞯?3臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)中有部分未能點(diǎn)火，觸發(fā)了自動(dòng)發(fā)射中止程序。事后，團(tuán)隊(duì)更換了助推器上的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，并于24日再次嘗試發(fā)射。

盡管中止發(fā)射在火箭領(lǐng)域相對(duì)常見(jiàn)，但這次嘗試之后，SpaceX的股價(jià)連續(xù)受挫，市值比該公司交易第三天達(dá)到的峰值少了1萬(wàn)億美元。

美國(guó)金融服務(wù)機(jī)構(gòu)Tigress Financial Partners首席投資官伊萬(wàn)·費(fèi)恩塞斯（Ivan Feinseth）表示，這次中止“突顯了圍繞星艦向高節(jié)奏、可重復(fù)使用運(yùn)營(yíng)爬產(chǎn)的執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)，并強(qiáng)化了反復(fù)延遲可能推后收入和利潤(rùn)率軌跡的可能性。”

資本市場(chǎng)的拋售表明，部分投資者對(duì)SpaceX“頻繁測(cè)試、快速失敗、從中學(xué)習(xí)”的開(kāi)發(fā)策略非常敏感。但在航天業(yè)看來(lái)，這恰恰是SpaceX最終能跑贏對(duì)手的核心方法。

對(duì)此，咨詢(xún)公司Quilty Space研究總監(jiān)卡萊布·亨利（Caleb Henry）評(píng)論稱(chēng)，股價(jià)的波動(dòng)“告訴我，仍然有一部分投資者真正不了解航天行業(yè)?！?/p>

事實(shí)上，SpaceX在其主力獵鷹9號(hào)火箭上就采取過(guò)類(lèi)似策略，該火箭早期也曾遇到問(wèn)題，但后來(lái)已成為世界上最多產(chǎn)的運(yùn)載火箭。

此前“十二飛”作為V3構(gòu)型的首秀，助推器在返回階段出現(xiàn)了一系列問(wèn)題。FAA事故調(diào)查將問(wèn)題歸因于上升段推進(jìn)系統(tǒng)組件受熱影響以及錯(cuò)誤的發(fā)動(dòng)機(jī)警報(bào)系統(tǒng)設(shè)置所致。

33臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)為超重型助推器提供動(dòng)力

SpaceX對(duì)“十三飛”的助推器做出針對(duì)性修改：重新編排發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)順序以承受時(shí)序偏差，提升翻轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)的可靠性；改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)重點(diǎn)火相關(guān)的硬件，并更新警報(bào)與中止程序。

飛船在上次任務(wù)中也并非完美。級(jí)間分離后約40秒，三臺(tái)真空優(yōu)化猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)中的一臺(tái)失效。盡管飛行器憑借發(fā)動(dòng)機(jī)失效運(yùn)行能力成功達(dá)到了計(jì)劃的亞軌道軌跡，但這一異常導(dǎo)致后續(xù)計(jì)劃中的太空單機(jī)點(diǎn)火測(cè)試被迫跳過(guò)。

對(duì)此，SpaceX對(duì)星艦的推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了多項(xiàng)硬件和操作修改，以解決相互關(guān)聯(lián)的故障原因，并在未來(lái)版本的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)中計(jì)劃了額外的可靠性改進(jìn)。

此次“十三飛”中，助推器成功完成了發(fā)射、上升、級(jí)間分離、回推點(diǎn)火和著陸點(diǎn)火全過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)海上軟濺落；飛船的所有發(fā)動(dòng)機(jī)全程正常工作，太空中猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)重新點(diǎn)火一次成功。

雙級(jí)的出色表現(xiàn)，證明了SpaceX針對(duì)“十二飛”異常所采取的糾正措施全部有效。

更關(guān)鍵的是，星艦從設(shè)計(jì)之初就被定位為多用途太空運(yùn)輸系統(tǒng)，也是馬斯克將數(shù)據(jù)中心送入太空、擴(kuò)展星鏈通信網(wǎng)絡(luò)以及將人類(lèi)送上月球和火星雄心的核心。

SpaceX已在該項(xiàng)目上花費(fèi)了超過(guò)150億美元，并持有NASA約40億美元的合同，用于最早在2028年將宇航員送上月球。

為此，SpaceX將不得不在太空中為飛行器加油，連續(xù)發(fā)射十幾次，并確保其能安全載人等目標(biāo)。對(duì)于一艘尚未完成完整軌道任務(wù)的飛行器來(lái)說(shuō)，這是一系列要求極高的任務(wù)。

SpaceX預(yù)計(jì)，如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，星艦可能會(huì)在今年晚些時(shí)候開(kāi)始投入實(shí)戰(zhàn)。

告別模擬，真實(shí)衛(wèi)星太空首秀

“十三飛”與以往任務(wù)最顯著的區(qū)別在于有效載荷。

星艦首次攜帶了20顆真實(shí)的星鏈V3衛(wèi)星進(jìn)入太空，而非此前的模擬器。這是星鏈V3衛(wèi)星的首次在軌亮相，旨在大幅擴(kuò)展星鏈網(wǎng)絡(luò)的容量和速度。

“十二飛”攜帶的星鏈衛(wèi)星模擬器，“十三飛”搭載功能完整的星鏈V3衛(wèi)星

據(jù)SpaceX披露，一次滿(mǎn)載的星艦發(fā)射可攜帶60顆V3衛(wèi)星，為星鏈網(wǎng)絡(luò)增加60 Tbps的容量。相比之下，當(dāng)前獵鷹9號(hào)火箭每次搭載V2衛(wèi)星僅能增加約2.6 Tbps。單顆V3衛(wèi)星即可提供每秒1太比特的吞吐量，其部署標(biāo)志著星鏈網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容進(jìn)入全新量級(jí)。

作為初步測(cè)試，這批衛(wèi)星在星艦的亞軌道軌跡上由“PEZ分配器”逐一部署。該分配器由滑輪和纜繩系統(tǒng)組成，通過(guò)飛船側(cè)面的開(kāi)口將衛(wèi)星像取糖果一樣一顆顆彈出。

20顆V3衛(wèi)星成功展開(kāi)太陽(yáng)能陣列和天線，并嘗試通過(guò)高容量激光鏈路與在近地軌道運(yùn)行的更大星鏈星座建立連接，同時(shí)與南非的地面站進(jìn)行通信測(cè)試。

雖然它們終將再入銷(xiāo)毀、不會(huì)入網(wǎng)服役，但在約20分鐘的短暫窗口期內(nèi)，工程團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)鍵驗(yàn)證：嘗試讓V3衛(wèi)星與前期星鏈衛(wèi)星短暫建立激光鏈路。若成功，便可證明跨代衛(wèi)星激光組網(wǎng)的互操作性。

隔熱罩的實(shí)戰(zhàn)“體檢”

伴隨衛(wèi)星部署，一場(chǎng)針對(duì)星艦隔熱罩的在軌“體檢”也同步展開(kāi)。

20顆衛(wèi)星中有6顆經(jīng)過(guò)特殊改裝，搭載攝像頭系統(tǒng)。它們從PEZ分配器釋放后，轉(zhuǎn)身對(duì)星艦隔熱罩進(jìn)行全景掃描，并將圖像實(shí)時(shí)回傳。

V3衛(wèi)星上的攝像頭拍攝星艦飛船畫(huà)面

為配合成像，SpaceX特地將星艦上的部分隔熱瓦涂成白色，作為標(biāo)記點(diǎn)，用來(lái)模擬缺失瓦片場(chǎng)景并測(cè)試系統(tǒng)對(duì)損傷的識(shí)別精度。這項(xiàng)技術(shù)在“十二飛”模擬衛(wèi)星上已得到初步驗(yàn)證，如今首次用于實(shí)戰(zhàn)。

其目標(biāo)很明確：在嘗試用發(fā)射塔“筷子”回收星艦前，SpaceX需要一種遠(yuǎn)距離、快速的隔熱罩完好性評(píng)估手段，以跳出馬斯克所說(shuō)的“對(duì)4萬(wàn)塊瓦片逐一繁瑣檢查”的困境。

這一需求背后，是隔熱罩可重復(fù)使用性這個(gè)星艦當(dāng)前“最大的剩余問(wèn)題”。馬斯克在2025年2月曾公開(kāi)承認(rèn)，從來(lái)沒(méi)有人制造過(guò)可重復(fù)使用的軌道級(jí)隔熱罩。

為此，“十三飛”的星艦隔熱罩同時(shí)接受了多項(xiàng)升級(jí)和實(shí)驗(yàn)。

在飛船尾部襟翼的金屬側(cè)面上，多塊瓦片被直接安裝上去，以測(cè)試在非傳統(tǒng)區(qū)域附著隔熱材料的可行性。

同時(shí)，覆蓋尾部裙段的改進(jìn)型瓦片和全新安裝機(jī)制也一同接受飛行考驗(yàn)，目的是收集不同安裝方案的飛行數(shù)據(jù)，為后續(xù)迭代提供依據(jù)。

Ship 40，圖中可見(jiàn)其表面的黑色陶瓷隔熱瓦

最引人注目的是一項(xiàng)首次進(jìn)行的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。

隔熱罩上配備了“承力傳感瓦片”，專(zhuān)門(mén)用于在飛行器承受比以往飛行更高動(dòng)壓的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量。SpaceX在任務(wù)說(shuō)明中指出，這種更高動(dòng)壓的飛行剖面會(huì)給瓦片安裝帶來(lái)額外應(yīng)力，但能夠換取更高的軌道有效載荷能力。

換言之，這次測(cè)試是在主動(dòng)挑戰(zhàn)結(jié)構(gòu)極限，以摸清熱防護(hù)系統(tǒng)在更接近實(shí)用工況下的真實(shí)邊界。

亞軌道飛行“畢業(yè)“

除了對(duì)熱防護(hù)系統(tǒng)的多重考驗(yàn)，“十三飛”還成功執(zhí)行了一項(xiàng)對(duì)軌道飛行至關(guān)重要的技術(shù)驗(yàn)證——在太空中重新點(diǎn)燃一臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)。這一動(dòng)作是星艦未來(lái)進(jìn)入近地軌道后進(jìn)行離軌操作的關(guān)鍵前提。

上次飛行中，由于一臺(tái)真空猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)提前失效，該測(cè)試被迫跳過(guò)。此次“十三飛”中，發(fā)動(dòng)機(jī)在太空真空環(huán)境下成功點(diǎn)火，標(biāo)志著星艦向執(zhí)行軌道級(jí)任務(wù)邁出了實(shí)質(zhì)性一步。

最終，飛船在再入過(guò)程中經(jīng)受住了熱防護(hù)系統(tǒng)的考驗(yàn)，在印度洋預(yù)定水域完成受控濺落。從V3構(gòu)型首飛時(shí)的瑕不掩瑜，到此次上市后首飛的全面成功，完成了V3構(gòu)型飛行的又一次全流程驗(yàn)證。

自2023年以來(lái)，SpaceX已飛過(guò)多個(gè)星艦版本，但V3是首個(gè)針對(duì)商業(yè)軌道部署星鏈而設(shè)計(jì)的型號(hào)。此次任務(wù)的意義由此越過(guò)單純的技術(shù)驗(yàn)證，指向星艦從試驗(yàn)品向運(yùn)營(yíng)工具的轉(zhuǎn)變。

與此同時(shí)，V3也是NASA阿爾忒彌斯載人登月著陸系統(tǒng)所基于的平臺(tái)，其首次載人登月任務(wù)計(jì)劃于2028年初啟動(dòng)。這意味著，SpaceX既要搶商業(yè)部署的時(shí)間窗口，也背負(fù)著向NASA交付可行航天器的硬性壓力。

而一次攜帶真實(shí)衛(wèi)星完成太空“自拍”并成功返回的飛行，無(wú)疑為SpaceX的全新身份投下了一枚分量不輕的信任票。

本文來(lái)自微信公眾號(hào)：騰訊科技，作者：蘇揚(yáng)，編輯：徐青陽(yáng)