马斯克又梭哈？“星舰”接班要闯难关

近日，美国SpaceX公司发布了“星舰”超级发射基地建设方案，计划将后续美国东海岸的星链卫星发射任务全部交给“星舰”，并安排猎鹰9火箭和猎鹰重型火箭在未来数年内逐步停用。

事实上，想要让“星舰”高频次稳定投送大量载荷入轨，SpaceX公司还需要付出更多投资和心血，闯过不少难关。因此，推动主力火箭换代，堪称事关SpaceX公司未来前景乃至全球商业航天格局的梭哈与豪赌，恐怕也是宏大愿景催生的无奈之举。

大建发射场盼“星舰”

目前，“星舰”的主力发射场位于美国得州博卡奇卡，有一个现役工位和一个正在改建的工位。后续，肯尼迪航天中心的LC-39A发射台、卡纳维拉尔角的SLC-37发射台等将改建为“星舰”工位。

未来“星舰”超级发射基地效果图

更加野心勃勃的是SpaceX公司最新发布的路易斯安那州超级发射基地。该项目规划投资上千亿美元，2027年底将正式动工，最早有望于2029年执行首次“星舰”发射任务。

马斯克透露，该基地最终将建成至少12座巨型发射塔，全面负责“星舰”主力商业运营。

值得一提的是，这座超级发射基地追求“自给自足”，也就是拥有推进剂生产厂、发电厂、火箭翻修厂、航运码头和机场等全套航天发射产业链，占地面积将超过500平方公里。

迄今，“星舰”还没发展成熟，SpaceX公司为什么要让它加速接班呢？这就不得不提到星链星座迫在眉睫的升级换代需求。

截至今年8月底，星链卫星累计发射接近1.3万颗，目前在轨超过1.1万颗，已成为全球最大的巨型低轨互联网星座，但还远远无法满足快速扩张的业务“胃口”。

目前，数千颗重约两三百公斤的第一代星链卫星陆续进入“退役大潮”，数千颗重约七八百公斤的第二代星链卫星也无法满足“水涨船高”的用户需求。

于是，SpaceX公司推出了第三代星链卫星，单星通信容量超过第二代“前辈”10倍，但代价是重量超过2吨，全展开后，尺寸接近波音737客机，足以让每次发射20多颗第二代星链卫星入轨的猎鹰9火箭不堪重负。

根据公开文件信息，为显著优化星座服务，第三代星链卫星需要尽快迈过在轨运行1000颗的“临界门槛”，而“星舰”计划每次发射60颗第三代星链卫星，还要部署支持手机直连通信的新型星链卫星，以便大幅提升星座通信容量和服务效率。因此，大建发射场既是SpaceX公司宣传造势，也是给完善太空基础设施“铺路”。

高频发射还要过几关

“星舰”的最终目标是低成本、大规模发射、快速复用。根据“星舰”一系列试飞表现来看，可能还有很长的路要走。

“星舰”面临的首要挑战是入轨成功率。目前，“星舰”13次试飞均未入轨，预计不早于9月中旬进行的第14次发射将首次尝试入轨。要知道，火箭能够稳定地将载荷送入预定轨道后，探讨综合成本才有意义。

回收团队海上打捞“星舰”第二级

值得注意的是，“星舰”不可能在服役初期就“满载”，还要通过不断入轨实践，逐步优化设计，解决箭体超重、子系统可靠性等问题。换句话说，第三代星链卫星在轨运行1000颗之前，星链星座仍会高度依赖猎鹰9火箭补网发射。

接下来，“星舰”还要在快速复用方面下苦功。目前，发射塔“筷子”机械臂多次成功捕获“星舰”第一级，但受限于多种因素，每次回收安排并不稳定，第二级暂未尝试回收，距离规划的快速翻修后复用仍比较遥远。

而且，“星舰”想要进一步降低单次发射成本，必须不断提高发射频次，相当于通过更多任务分担研发成本与发射场投入。马斯克承认，高频次发射最快也要入轨1年后才有可能实现。

这一切都对“星舰”的可靠性提出了更高的要求，特别是重点解决热防护问题。根据V3版“星舰”试飞表现，第二级隔热瓦、整体结构等“老大难”问题明显改善，但第二级落海后仍有部分隔热瓦受损，想要实现完全复用，仍需更多飞行验证。

另外，SpaceX公司面临的监管挑战同样不容忽视。“星舰”第二级为尝试发射塔回收，需要飞越北美大陆上空，扩大潜在着陆区和备用落区，有可能威胁地面人员和财产安全、生态环境等，相关评估尚未完成。

尽管美国官方提出了“到2030年，每年全美实现1000次航天发射和再入任务”的目标，但监管协调工作只会越来越繁重。

功勋火箭退役倒计时？

今年8月25日，猎鹰9火箭从美国卡纳维拉尔角基地托举29颗第二代星链卫星升空。至此，这枚火箭第一级发射37次，刷新复用纪录。更重要的是，这是猎鹰9火箭在美国东海岸最后一次发射星链卫星，被外界视为这款SpaceX公司功勋火箭逐步停用的阶段性标志。

猎鹰9火箭成熟可靠，依靠部分复用显著降低了发射成本，引领了全球火箭更新换代潮流，为什么要加速退役呢？

SpaceX公司给出的理由是，它在提升运力和发射频次、降低成本方面的潜力不足。

一方面，在回收第一级模式下，猎鹰9火箭的近地轨道运力不足18吨，无力大规模发射第三代星链卫星和星智算力卫星等新载荷，有必要让设计近地轨道运力上百吨的“星舰”接过重任。毕竟对于SpaceX公司来说，不断完善巨型星座服务才是获得利润的主要来源，火箭仅是工具而已。

另一方面，猎鹰9火箭第二级不回收，2025年发射165次，很可能已接近地面团队周转能力的瓶颈，而且回收复用带来的降低成本效果也逐渐逼近“天花板”。

猎鹰9火箭与猎鹰重型火箭仍将在一段时间内担当重任

相比之下，“星舰”追求两级分别自行飞回发射塔、全面回收，更洁净的液氧甲烷推进剂有利于减少动力系统翻修工作量，进一步降低发射成本，在理想状态下，重复使用时仅需付出简单维护和加注推进剂的成本。

或许，这就是马斯克宣称未来“星舰”将让航天发射“便宜到不可思议”的底气。

当然，这款功勋火箭完全退役仍需时日。即使是“星舰”正式服役初期，猎鹰9火箭仍会承担空间站载人载货任务，还要发射大量美国军情部门的保密载荷。

同系列的猎鹰重型火箭也将承担多项特殊的高轨道、大载荷部署任务，充分利用在制造、维护、运作等方面与猎鹰9火箭通用化的成果。

换句话说，SpaceX公司推动火箭换代，看似冒险豪赌，实际上还是有退路的——如果“星舰”不能按规划进度高频次发射和复用，猎鹰9火箭与猎鹰重型火箭应该会延长服役生涯。至少美国西海岸的范登堡太空军基地继续支持猎鹰9火箭发射星链卫星，给“星舰”留出足够的“爬坡”时间。

那么，SpaceX公司和马斯克何必早早地高调宣传“星舰”接班呢？纵观全局，新一轮梭哈更像是宏大愿景催生的无奈之举。

星链星座与太空数据中心建设需要消耗巨大的火箭运力，月球、火星开发等远期宏伟愿景同样引发了争议与质疑，因此SpaceX公司必须让客户、投资者和大众相信：“星舰”可以尽快胜任更多宏大使命。

但客观地说，“星舰”目前仍然没跳过实用化运营的“龙门”：在技术上，需要持续优化热防护系统和结构，尽快实现入轨部署和两级快速完全复用；在监管方面，必须获得美国相关部门的入轨和回收审批，甚至凭能力“倒逼”监管放宽；在经济上，争取早日让“星舰”发射规模达到临界点，进一步降本增效。显然，这条路仍会充满坎坷和挑战。

来源/《中国航天报·飞天科普周刊》

文/田丰

编辑/高辰

审核/杨蕾

监制/黄希

本文转载自公众微信号：中国航天报

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