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星舰第十飞逆袭成功:马斯克SpaceX打破连败魔咒,火星征程现曙光

在8月27日的清晨,北京时间迎来一个振奋人心的消息——埃隆·马斯克旗下的SpaceX公司,其重磅打造的星舰在第十次试飞中,终于赢得了一场决定性的胜利

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矗立在发射架上的星舰S37 | SpaceX

星舰作为SpaceX公司押注未来的核心工程,被冠以人类史上体积最庞大的火箭之名,其终极愿景是实现轨道级运载火箭的完全可重复使用,并为将人类送往月球乃至火星铺平道路。

然而,对于这款巨型火箭来说,2025年可谓是命运多舛的一年

年初之际,马斯克还踌躇满志,期望借助此前成功以“机械臂”回收助推器的势头,让星舰在今年“大放异彩”。但现实却接连给了他“沉重三击”

首先是1月17日,代号S33的首枚二代星舰飞船,未能坚持到二级发动机关机便遗憾失利。

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星舰第七次试飞中,二级箭体解体形成的璀璨“火雨” | James Temple

随后,3月7日,代号S34的第二枚二代星舰再度启航,却在升空后几乎相同的时间点遭遇失败,引发广泛讨论。

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星舰第八次试飞,网络流传图片显示,数台发动机喷口出现缺失 | 图源网络

5月28日,代号S35的星舰再次出征。这次它成功挺到了发动机关机,但飞船随后陷入持续旋转,在再入大气层阶段失去信号。

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星舰第九次试飞,关机后飞船不断喷射出气体物质 | SpaceX

至此,二代星舰遭遇了三连败的窘境

厄运并未结束。正当马斯克仍坚持每次爆炸都意味着离成功更近一步时,6月18日,原计划执行第十次试飞的星舰S36,在梅西测试场进行地面静态点火测试时突然发生爆炸。

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S36在地面测试时突发爆炸 | NASASpaceflight

冲天的火焰不仅将星舰飞船彻底摧毁,连测试台也被炸得面目全非,直接导致后续测试工作陷入停滞

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爆炸后的梅西测试场一片废墟景象 | Jordan Guidry

众所周知,SpaceX的发展史伴随着无数次的失败,但连续四次的重大挫折已然创下了该公司最糟糕的试射记录。作为SpaceX押上全部赌注的火箭项目,星舰已然站在了背水一战的边缘

因此,今天这场承载着巨大期望的发射,不仅仅是一次常规的技术测试,更是一场关乎星舰项目未来命运的“尊严之战”

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正在总装厂房内的星舰S37与超重助推器B16 | NasaSpaceFlight

一场堪称典范的“逆袭之战”

北京时间8月27日7时30分(当地8月26日傍晚),代号B16的星舰一级超重型助推器,轰鸣着托举起代号S37的第五枚二代星舰飞船,直冲云霄。

本次试飞在任务设计上相当于对第七、八、九次飞行的“重复验证”,整体流程与之前基本相似,仍是一次旨在穿越大气层的亚轨道飞行

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星舰第十次试飞全流程解析图 | Tony Bela

作为一级的B16助推器,由于是一款即将退役的旧型号,SpaceX并未计划使用标志性的“机械臂”系统进行回收,而是为其安排了更具挑战性的测试内容。

上升过程中,B16出现了一台猛禽发动机提前关机的意外,且后续未能重新启动,但这并未对本次飞行任务造成实质性影响。

在完成助推使命后,B16在返回阶段尝试了一次高难度的“双发减速着陆”机动,特意关闭一台中央发动机,并切换启动内圈另一台发动机作为应急,执行最后的减速操作。

它精确地对准了海面上预设的虚拟标定点,完成了整套减速程序,最终平稳坠入海中。这项测试的价值在于,探明了超重型助推器在极端工况下的性能极限,为未来实现可靠回收积累了关键数据。

真正的焦点,是作为二级的S37飞船。在它的三位“前辈”接连于空中解体,另一位“兄弟”在地面测试中粉身碎骨之后,这枚二代星舰飞船终于没有令人失望。

在成功点火并进入预定弹道之后,S37顺利打开了其载荷舱的舱门,成功释放了8颗用于模拟的星链卫星,证明了其具备将有效载荷送入太空的核心能力。

随后,S37成功实施了在轨点火测试,再次验证了其具备主动脱离轨道的能力,为下一次试飞真正进入环绕地球的轨道奠定了坚实基础。

接下来便是重返大气层这一扣人心弦的环节。为了尽可能多地收集宝贵数据,工程师此次在S37身上进行了一些极其大胆的尝试:他们在飞船迎向高温气流的一面,故意移除了部分隔热瓦,让部分箭体结构直接暴露。同时,他们安装了全新的金属隔热瓦,以及带有“主动冷却功能”的新型隔热瓦进行测试。在边缘区域也采用了更为平整的隔热瓦设计,以防止热量局部积聚。此外,还安装了正式的可承力二级捕获点,用以收集温度变化与结构稳定性的数据。

在高度约90公里处,星舰飞船再次遭遇“险情”,其底部发动机舱发生爆炸,在直播画面中引发一阵紧张。

幸运的是,此次爆炸并未损毁发动机,尽管一侧的襟翼出现了部分破损,但并未干扰后续的飞行测试。最终,S37经受住了数千度高温的严酷考验,成功穿越大气层,并在印度洋的预定海域,平稳地实现了海上软着陆

可以说,S37一举完成了所有预设的试验目标,而这些目标,本应是今年初二代星舰首飞时就计划达成的。在历经大半年的波折之后,星舰项目终于凭借这场漂亮的翻身仗,重新驶入了发展的快车道

接连受挫,次次原因各不同

在此次成功之前,星舰究竟经历了哪些挫折?让我们以“事后复盘”的视角,仔细梳理一下此前四连败的具体缘由。你会发现,SpaceX仿佛踏入了一个接一个的陷阱,而且每一次掉进的坑都形态各异

第九次试飞的失利测试过于激进”所致。

当时,在火箭一级完成助推任务后,SpaceX试图测试助推器能否以极其陡峭的角度再入大气层。结果,助推器在最终着陆点火前突然解体,未能实现海上软着陆。

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第九次飞行直播画面显示,一级在着陆点火瞬间化作一团火球 | SpaceX

事故调查报告指出,箭体的再入攻角最高达到了17度,这给箭体结构施加了过大的应力,导致贮箱内用于输送推进剂的内部管路破裂泄漏,甲烷与液氧在贮箱内异常混合,随后发生爆炸。

不过,这种极限边界测试的意义恰恰在于摸清现有设计的实际能力边界,因此也算是达到了测试目的。后续要么将操作限制在此边界内,要么对结构进行强化改进。

而在今天的第十次试飞中,SpaceX选择降低一级的再入攻角,主要聚焦于测试双发着陆,最终取得了圆满成功。

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SpaceX已为下一枚超重型助推器(B18)重新设计了内部管路 | Labpadre Space

至于编号S35的星舰飞船,调查报告显示,飞船燃料箱顶部一个负责均匀输送增压气体的小部件——“扩散器”,发生了结构性损坏。这导致高压气体泄漏至飞船的头锥内部,从当时的直播画面就能观察到舱内漂浮着明显的“碎片”,最终致使飞船姿态失控,旋转解体。

SpaceX表示,此前从未发生也未曾预测到此类故障,但工程师基于飞行条件成功复现了该故障,作为问题归零的证明。

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第九飞直播画面中,头锥舱内出现大量漂浮物,报告证实这是泄漏的推进剂所致 | SpaceX

在今天的第十次试飞中,星舰二级的扩散器经过了彻底重新设计,能够更高效地将增压气体输送至贮箱,并大幅降低了扩散器本身的结构应力。新设计的扩散器据称经历了更为严苛的测试,在模拟发射工况下无损工作了超过预期寿命十倍的时间。

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此前拍摄到的扩散器结构,根据调查报告,此处发生泄漏导致气体进入头锥部分 | Kevin Randolph

再往前追溯第七飞和第八飞,虽然一级助推器都表现正常,但二代星舰飞船的失败原因却迥然不同。

第八飞失败最可能的根本原因被锁定为:二级飞船中央三台猛禽发动机中的一台,出现了硬件故障,导致推进剂异常混合并点燃。

第七飞失败的元凶,则是一种名为“谐振”的物理现象。飞船尾部的推进系统遭遇了异常剧烈的共振,其强度远超过地面测试时的模拟数据。这种强烈的谐振使得推进剂管路和连接部位承受了额外应力,最终引发推进剂泄漏。

星舰S36在准备地面测试时突然爆炸解体 | D. Wise/NSF

至于星舰S36的地面爆炸事故,祸根则是一个看似不起眼的COPV高压储罐,你可以将其理解为一个用碳纤维制造的超级坚固“高压气瓶”。SpaceX的调查表明,这个用于储存氮气的罐体在生产制造过程中,可能遗留下了一道肉眼难以察觉的微小损伤。在进行地面静态点火测试时,这个带有“暗伤”的罐子在高压下瞬间爆裂,继而引爆了整艘飞船,甚至将测试台夷为平地。

巧合的是,SpaceX的“猎鹰9号”火箭历史上最严重的一次事故,同样是由COPV储罐引发的。

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2016年9月1日,运载AMOS-6卫星的一枚猎鹰9号火箭,在地面测试时发生爆炸,箭星俱毁,发射台也遭严重破坏。然而,那次惨痛教训之后,猎鹰9号火箭便进入了稳定高效的发射期。 | USLaunchReport

回顾这几次失败,简直堪称一部“火箭故障百科全书”。从结构应力、零件损坏、发动机异常,到物理谐振、材料隐性损伤,问题层出不穷。星舰目前的可靠性,与其“前辈”、今年已成功发射百次的“猎鹰9号”火箭相比,确实存在着巨大的差距。

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猎鹰9号火箭今年已完成整整100次发射,且全部取得成功,成功率图表堪称一柱擎天

SpaceX在星舰项目上,正面临着这种“解决旧问题,又冒出新问题”的困境,攻克一个技术难关,新的挑战又接踵而至。这也从侧面印证了星舰系统设计的极端复杂性。

挫折不断,但愿景描绘从未停歇

尽管星舰接连遭遇挫败,但这丝毫未能动摇马斯克的雄心。就在第九飞失败仅仅两天后(5月30日),SpaceX便高调举办了一场星舰项目进展发布会,核心精神可以概括为“正视失败,畅想未来”。马斯克在会上积极勾勒星舰的宏伟蓝图,特别是令人心潮澎湃的载人登月与火星殖民计划。

他反复强调星舰在未来太空探索中不可或缺的核心地位。虽然研发道路布满荆棘,但团队从每一次失败中都“汲取了海量的经验与数据”。此言非虚,毕竟能承受连续四次重大失败而依然持续推进的重型火箭项目,在整个航天史上也属罕见。

星舰当前的首要使命,是协助NASA完成“阿尔忒弥斯”载人重返月球计划。这可谓是星舰项目的“生存根基”,也是其能够获得NASA巨额资金支持的关键所在。

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星舰将作为登月着陆器,负责将人类宇航员和必要的月面基础设施送达月球表面 | SpaceX

登陆月球仅仅是一个起点,马斯克的终极梦想始终是火星。

在发布会上,他再次阐述了那个听起来如同科幻小说的计划:瞄准2026年底的地球-火星发射窗口,将一艘无人驾驶的星舰连同其公司研发的“擎天柱”人形机器人一同送上火星表面。

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马斯克心心念念的2026年火星探测计划 | SpaceX

这个目标一旦达成,哪怕仅仅是实现无人星舰在火星的成功软着陆,马斯克火星殖民计划的可信度与可行性都将获得极大提升。

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马斯克规划的火星计划阶段性时间表 | SpaceX

然而梦想蓝图无比壮丽,现实技术挑战却异常严峻。若要实现从地球向火星发射无人星舰,至少需要跨越三大关键里程碑:成功进入地球轨道,实现助推器与飞船的完整回收,以及掌握在轨燃料加注技术

遗憾的是,截至目前,这三个核心节点,星舰尚未完成任何一个

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SpaceX为未来火星任务精心挑选的预选着陆区 | SpaceX

SpaceX甚至已经为火星任务初步选定了着陆地点——位于火星北半球的阿卡迪亚平原。这个选择经过了深思熟虑,具备多重优势:

水资源丰富:地下蕴藏着大量的浅层水冰,是未来建立火星基地最关键的生命支持与燃料来源。

地形平坦开阔:该区域是火星上最平坦的地带之一,几乎不存在大型障碍物,极大地降低了着陆时的碰撞风险。

气候相对适宜:所处纬度较为适中,夏季最高温度可达20摄氏度左右,日照时间较长,有利于太阳能电池板持续高效发电。

数据储备充足:NASA的火星勘测轨道飞行器已为该区域拍摄并储备了高分辨率的遥感影像数据,为后续的精确着陆和勘探提供了可靠支持。

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马斯克展望的2028年火星任务,将为载人登陆运送更多设备与补给 | SpaceX

在畅想未来的火星基地时,马斯克还巧妙地融入了一个“文化梗”。他展示了一张“擎天柱”机器人并排坐在火星基地钢结构横梁上的概念设计图。

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马斯克在发布会现场进行演讲 | SpaceX

这张图实际上是在向SpaceX员工在自家发射场拍摄的一张经典合影致敬。

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SpaceX员工在星舰基地高处的合影 | SpaceX

而这张合影本身,又是在模仿1932年那张闻名于世的历史照片——《摩天大楼顶上的午餐》。

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《摩天大楼顶上的午餐》 | 查尔斯·C·埃贝茨 摄于1932年

通过这个穿越了近一个世纪的文化致敬,马斯克似乎意在向所有为人类开拓新疆域、挑战新高度的先驱者们表达最崇高的敬意。

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SpaceX甚至设想过未来在火星轨道部署星链卫星网络 | SpaceX

然而,就在这场充满希望的发布会后不久,S36的地面爆炸事故给这个宏伟计划泼了一盆刺骨的冷水。

面对残酷的技术现实,一向以乐观自信著称的马斯克也不得不调整口风。他在8月初承认,考虑到项目目前的实际进展,2026年底实现星舰奔赴火星的目标“可能性不大”。更为现实的时间窗口,或许将顺延至下一个发射机会,也就是2028年左右。

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马斯克在其社交平台X上坦言,2026年星舰前往火星的概率微乎其微 | X平台截图

二代问题频出?跃迁至三代方案!

马斯克的火星愿景固然宏大,但依赖目前故障频发的二代星舰显然难以支撑。一个经过大幅度革新设计的全新版本,已经从设计图纸走向了生产线,其各项硬件细节正逐步曝光。

首先是官方高调展示的新版栅格舵,其尺寸有所增大,结构强度更高(未明确提及具体材料,推测仍为不锈钢),最显著的变化是从原先的4个减少为3个。栅格舵的作动机构将全部改为内置式,隐藏于箭体贮箱内部,而非像之前那样布置在热分离环与贮箱顶部之间的外部空间。

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全新设计的栅格舵细节曝光 | SpaceX

从官方发布的CG渲染图可见,背风面直接取消了栅格舵设计,这将对飞行控制算法提出更高的要求。此外,火箭一级的捕获点也进行了重新设计,并与栅格舵结构进行了整合。

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疑似新一代火箭回收捕获点设计,与栅格舵融为一体 | SpaceX

三代星舰将全面换装全新的猛禽第三代发动机,其可靠性能否一雪前耻,将至关重要。发布会上展示的编号20的猛禽三代发动机,还特意印上了美国得克萨斯州的轮廓图案,寓意着这批发动机是在得克萨斯州本地完成生产和组装的,无需再横跨整个美国进行运输了。

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此前曝光的位于得克萨斯州的猛禽发动机组装车间内部 | 图源网络

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印有得克萨斯州轮廓的20号猛禽三代发动机与猛禽二代发动机的对比

采用猛禽三代后,不仅发动机数量会有所调整,一级底部密集的发动机阵列还将呈现“开放式”布局,这样一来也无需再担忧此前发射中令人头疼的底部通风散热问题。

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V3版星舰发动机舱底部将集成隔热瓦,同时猛禽发动机简化后取消了防爆隔间设计,其可靠性仍需实际飞行考验 | SpaceX

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新版星舰二级飞船,将增加3台真空优化版猛禽发动机,推力大幅提升以适应箭体加长的设计 | SpaceX

后续的星舰迭代计划,总体方向非常明确:不断加长箭体!在实现完全可重复使用的理想状态下,其近地轨道运载能力最终有望攀升至200吨量级。当然,这目前仍属于宣称的目标性能。

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未来星舰的箭体长度还将继续增加 | SpaceX

为了迎接三代星舰的到来,SpaceX位于博卡奇卡基地的二号发射台也已基本建设完成。这座全新的发射台将不再兼容现有的二代星舰,专为三代及未来更先进的型号服务。

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二号发射台最新近景照片 | RGV航拍

而在佛罗里达州的肯尼迪航天中心LC-39A历史性发射台旁,另一座结构与博卡奇卡2号台相似的新发射台,也正在紧锣密鼓地修建之中。

重回正轨,然征途依然道阻且长

回顾星舰在2025年走过的坎坷之路,可谓一波三折。二代星舰在连续的挫折中艰难求索,终于在今天的试飞中证明了自己的潜力,让整个项目重新回到了发展的正轨。

眼下,星舰正处在技术迭代的关键十字路口,后续版本的巨大改进是打破僵局的勇敢尝试,承载着星舰走出低谷、迈向成功的全部希望,但也伴随着未知的技术风险,无人能够保证这次升级不会像从一代过渡到二代时那样,引发一系列全新的挑战。

进入地球轨道、实现全箭回收、掌握在轨燃料加注——这些尚未攻克的技术高峰,依然横亘在通往月球乃至火星的漫长征途上。对SpaceX公司而言,这是一场关乎其战略核心的博弈,星舰若迟迟不能成熟,新一代巨型星链卫星的部署计划便无法实施。对马斯克个人而言,火星殖民愿景时间表的一再推迟,是宏伟理想向冰冷现实的妥协,却也使得那份执着的梦想增添了一份脚踏实地的沉重感。

星舰的每一次点火升空,都牵动着全球航天界乃至无数关注者的心弦。整个太空产业都在密切注视着它的进展,倘若它能成功跨越眼前的难关,“完全可重复使用航天运输系统” 这一概念或将真正颠覆现有的行业规则。即便前路可能仍有波折,这些经历过的失败、尝试过的解决方案,也必将成为人类在研发巨型可复用火箭道路上最珍贵的数据财富与实践教科书。

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整装待发、屹立于发射台的星舰S37与超重助推器B16组合体 | SpaceX

归根结底,星舰此刻迈出的每一步,无论快慢,都是在为人类走向深邃宇宙的未来“披荆斩棘”。那些升空时爆炸的绚烂火光与成功着陆时传来的稳定信号,在本质上都是同一伟大事业的生动注脚——探索未知的疆域,从来都不是一帆风顺的浪漫童话,而是在一次次跌倒与爬起、失败与成功的循环往复中,悄然蕴藏着让我们离那片璀璨星辰更近一步的无限可能。

星舰的下一场飞行测试,我们将持续保持关注。