星舰
美国太空技术探索公司研发大型运载火箭系统
“星舰”(英文:Starship,又译:星舟)原名“大型猎鹰火箭”(BFR),是美国太空探索技术公司(SpaceX)研发的大型运载火箭系统。
发展沿革
历史背景
火箭和航天器是各国航天发射任务中的“标配”。以中国为例,风云气象卫星、北斗导航卫星、神舟载人飞船、嫦娥系列月球探测器、天问一号火星探测器和天宫空间站等等都被称为航天器,它们以天体力学的运动规律在太空中飞行,并用于完成载人、探测等任务。在航天器研发过程中,研制方除了要让航天器具备完成预定工作任务的能力,还要使其具备良好的抵抗宇宙辐射、极端温度环境和微流星体超高速冲击的能力。
火箭则是将这些航天器安全送入太空的运载工具,航天器越重、预定到达的飞行轨道越高,对火箭的综合能力要求也就越严格。鉴于大气层中的飞行环境远比真空中要复杂,所以在航天发射任务中,火箭点火发射及其升空后两分钟内是最容易发生事故的阶段。世界各国都在研制性能更为强大的火箭,保障航天发射任务。
太空探索技术公司公司作为由美国国家航空航天局支持并发展的民营商业航天服务商,自成立以来,其任务就是研制可重复使用的火箭和货运/载人航天器。降低材料成本和实现重复使用是该公司降低航天发射成本的两项措施。由于钛合金、碳纤维等航天材料价格昂贵,该公司就用不锈钢来造火箭。火箭发射一次就废弃费用高昂,该公司就研究火箭回收重复利用。太空探索技术公司公司的研发方式简单直接,在美国国家航空航天局的支持下,太空探索技术公司快速完成了一轮又一轮的地面试验和发射试验。虽然试验中屡次失败,一度使太空探索技术公司濒临破产边缘,但最终还是取得了进展。
研制进程
从2008年到2020年,经过上百次的迭代测试,太空探索技术公司逐步掌握了货运/载人“龙”飞船的降落伞溅落回收技术和“猎鹰9号”运载火箭的反推垂直着陆技术。通过龙飞船和猎鹰火箭的重复回收使用,太空探索技术公司降低了航天发射成本,接了大量商业航天订单在手。
在“星舰”系统的研制过程中,太空探索技术公司遵循快速分阶段验证迭代式研制模式,验证设计概念和方案的可行性。从项目的公布到首架“星舰”验证机的建成仅仅用了3年的时间。该项目自2019年3月进入密集测试阶段,截2022年已完成对多台9米直径的星跳号验证机和MK全尺寸原型机的测试,并对多架SN系列原型机进行了飞行测试。实现了原型机的150米低空飞行和10千米级高空飞行,并在试验中实现了软着陆。验证了“星舰”导航系统、全箭不锈钢箭体的结构强度新型着陆支腿以及其他一些基本功能。证明了太空探索技术公司采取的迭代式研制模式的有效性。
“超重”火箭级原型机的制造工作由于受到生产能力的限制,直到2020年10月才得以启动。现已经制造三枚原型机,分别是:超重BN-1、BN-2和BN-3,其中BN-2可能将搭载“星舰”SN20原型机进行轨道飞行测试。
当地时间2024年3月4日,SpaceX公司在社交平台X上分享了关于为“星舰”火箭试飞开展加注推进剂测试工作的消息,马斯克随后转发该帖子并在配文中称,“星舰”正在为第三次试飞做准备。
2024年3月14日,马斯克旗下太空探索公司太空探索技术公司计划进行“星舰”的第三次试飞,发射窗口在北京时间3月14日20:00开始的110分钟内。这次发射将在太空探索技术公司位于得克萨斯州博卡奇卡的发射场进行。
当地时间2024年4月26日,埃隆·马斯克表示,该公司正致力于在明年年底前解决其两级运载火箭“星舰”的太空加油问题,并推进最终将人类送上火星的技术。当地北京时间2024年6月6日21:57,太空探索技术公司宣布,“星舰”本体确认在印度洋溅落,第四次试飞取得成功。2024年7月消息,马斯克宣布于8月初开启“星舰”第五次试飞。7月30日,据外媒报道,埃隆·马斯克在XTakeover直播活动中宣布,太空探索技术公司计划于8月底或9月初执行第五次“星舰”轨道试飞任务(IFT-5)。8月,埃隆·马斯克称第五次试飞很可能推迟至9月进行。9月,埃隆·马斯克在社交媒体上再度发文称,计划两年内首次向火星发射不载人的“星舰”。9月10日,太空探索技术公司表示,该“星舰”预计11月进行第五次轨道试飞,此次试飞将尝试通过发射塔“捕获”的方式来回收火箭助推器。当地时间10月13日上午,美国太空探索技术公司(SpaceX)新一代重型运载火箭“星舰”进行第五次试射。SpaceX的直播画面显示,“星舰”已从位于美国得克萨斯州的基地发射升空。火箭助推器在降落时由发射塔上被称作“筷子”的机械臂“夹住”,首次实现在半空中捕获回收;飞船溅落在印度洋。
2024年10月12日,据《纽约时报》报道,SpaceX原计划将位于加利福尼亚州的年度火箭发射任务次数从36次增加至50次,但隶属于州政府的“加州海岸委员会”于本月10日驳回了这一申请。根据该机构的评估,SpaceX以及美国军方未能按照要求降低火箭发射时所造成的“破坏性音爆”,也未能对该州的生态环境给予足够关注。
2024年11月18日,SpaceX进行星舰第六次飞行测试任务,首个窗口期约30分钟。此次测试的主要目标是进一步验证超重型助推器和星舰上级的可重复使用性。
美国太空探索技术公司(SpaceX)当地时间2024年11月19日对其新一代重型运载火箭“星舰”(Starship)开展了第六次试飞,成功返回大气层并在印度洋溅落。“超重型”(Super Heavy)助推器最终溅落在墨西哥湾,不再回收。
当地时间2024年11月19日,美国当选总统特朗普前往得克萨斯州,出席观看太空探索技术公司(SpaceX)重型运载火箭“星舰”的第6次试飞。
2025年1月4日,埃隆・马斯克旗下的 SpaceX 公司宣布,其即将进行的星舰飞行测试将首次尝试在太空部署有效载荷,通过释放 10 颗模拟星链卫星,展示星舰在未来卫星发射市场的潜力。这次测试计划于当月晚些时候从 SpaceX 位于得克萨斯州博卡奇卡的基地发射,将是星舰的第七次发射。1月8日消息,埃隆・马斯克确认,SpaceX 计划推迟星舰的下一次测试发射,原定进行的发射将不再按时进行。当地时间1月8日,美国太空探索技术公司(SpaceX)宣布,其“星舰”第七次试飞任务(IFT-7)计划于当地时间1月13日举行。1月,马斯克宣布为火箭建造地球上最大的 AI 数据中心已在运营。
当地时间2025年2月28日,美国联邦航空管理局表示,美国太空探索技术公司(SpaceX)计划于3月3日进行“星舰”重型运载火箭的第八次试飞发射。
2025年3月3日,SpaceX公司“星舰”飞船第八次试飞被叫停。3月5日,SpaceX 宣布星舰(Starship)第八次飞行测试已确定新的目标日期,计划于当地时间 3 月 6 日进行,发射窗口将在中部时间下午 5:30 开启(北京时间 3 月 7 日 7:30)。
当地时间2025年3月6日,美国太空探索技术公司(SpaceX)新一代重型运载火箭“星舰”从美国得克萨斯州发射升空,实施第八次试飞。火箭于美国东部时间6日18时31分成功发射。
当地时间2025年3月6日晚,美国太空探索技术公司(SpaceX)的星舰第八次试飞任务成功回收超重型火箭助推器,随后美国太空探索技术公司表示,“星舰”火箭的第二级飞船上升期间尾部出现“能量事件”,致数台“猛禽”发动机失灵,最终导致飞船失联、解体。3月15日,埃隆·马斯克在X上表示,星舰将于2026年年底前前往火星,届时还将携带特斯拉人形机器人擎天柱(Optimus)。3月23日,埃隆・马斯克发文公布了关于公司星舰的进展,他表示正在完善V3版本星际飞船的设计,预计在约12个月内,星舰的发射频率将达到每周一次。并且在完全可重复使用的情况下,每次能将约 100 吨物资送往星链(Starlink)轨道。
2025年3月28日,针对SpaceX星舰第七次飞行和蓝色起源新格伦首次发射事故的两项调查正式关闭。当地时间5月15日,美国联邦航空管理局(FAA)批准SpaceX星舰9号飞行任务许可证修改,批准包括允许SpaceX在得克萨斯州博卡奇卡基地每年可执行的星舰发射任务从5次增加到最多25次。
2025年5月23日,美国联邦航空管理局(FAA)宣布完成对 SpaceX 星舰第八次试飞(IFT-8)的安全审查,正式批准该公司开展星舰第九次轨道级测试飞行。5月24日消息,SpaceX 宣布于北京时间5月28日7时 30 分(当地时间5月27日19时30分)计划在得州博卡奇卡海滩附近的星际基地进行星舰第九次试飞任务。5月27日,美国太空探索技术公司新一代重型运载火箭“星舰”从得克萨斯州发射升空,实施第九次试飞,试飞任务未能成功。当地时间5月29日,特斯拉在社交平台发文称,SpaceX将于2027年发射携带特斯拉Optimus人形机器人的星舰前往火星。
2025年7月29日,马斯克在X平台宣布:星舰将于下个月再次发射。据海外媒体Benzinga报道,SpaceX向美国联邦通信委员会(FCC)提交的文件显示,星际飞船的下一次发射计划将于8月4日进行。7月30日消息,SpaceX 公司的星舰(Starship)已被运往发射台,为第十次飞行测试做准备。
当地时间2025年8月7日,意大利航天局宣布同 SpaceX 签署协议:SpaceX“星舰”火箭的首次火星商业发射将携带意空局的有效载荷。意大利航天局计划向火星发射的实验载荷包括天气监测站、辐射传感器和植物生长实验模块,目标在“星舰”从地球到火星轨道再到火星表面的约六个月的星际飞行中收集科学数据。
2025年8月16日消息,SpaceX宣布,其第十次“星舰”(Starship)超级重型火箭综合试飞预计将于当地时间2025年8月24日从得克萨斯州Starbase发射。8月24日,SpaceX宣布推迟当日的“星舰”第十次试飞任务,以便有时间解决地面系统问题。8月25日,埃隆·马斯克在X上写道,计划明天(2025年8月26日)再次尝试发射。当地时间8月25日傍晚,美国太空探索技术公司新一代重型运载火箭“星舰”第10次试飞在倒计时40秒时因天气原因暂停,太空探索技术公司随即宣布取消当天的试飞尝试。该公司没有立即宣布新的目标发射日期。当地时间8月26日,美国太空探索技术公司(SpaceX)新一代重型运载火箭“星舰”进行第10次试飞。目前,“星舰”的上升燃烧已经完成,正在太空中滑行,超重型助推器已在墨西哥湾溅落。8月31日消息,埃隆·马斯克对外披露,星舰第十次试飞上级舱最终溅落点与目标位置仅相差3米。9月21日消息,美国国家航空航天局(NASA)的安全顾问表示,他们对SpaceX星舰(Starship)的月球着陆器版本能否按计划在2027年支持阿尔忒弥斯 3 号(Artemis 3)任务持怀疑态度。
结构设计
总体设计
“星舰”系统由“星舰”飞船和“重型”运载火箭组成,为两级完全可重复使用运载器,直径9米,高度121米,全箭最大起飞推力7130吨。其远期规划的运载能力为:完全重复使用时,近地轨道运载能力大于150吨;一次性使用时,近地轨道运载能力大于250吨。它是有史以来功能最强大的可重复使用运载火箭,规模远超阿波罗计划中使用的“土星5号”运载火箭。
芯一级“超重”火箭级为助推器,高71米,直径9米,推进剂加注量为3400吨,采用28台“猛禽”液氧/甲烷火箭发动机,总推力约7590吨。该级火箭箭体设有4个栅格舵(外形由矩形改为菱形),并设4个固定尾翼兼着陆支架。
芯二级“星舰”为可重复使用飞船,高50米,总重约1350吨,推进剂加注量约1200吨。“超重-星舰”具备将100吨货物运送至近地轨道的能力。该级飞船采用6台“猛禽”液氧/甲烷发动机,采用双鸭翼+双尾翼外形设计,尾部设6个可伸缩着陆支腿。飞船鸭翼和尾翼均改成梯形,以提高着陆时的翼面控制效率。迎风面防热由气膜主动冷却改为防热瓦设计。
设计参数
研制目标
太空探索技术公司宣布打造“星舰”计划用于载人登月甚至是火星移民,该计划本质是利用可重复回收的火箭,以极低成本让人类实现大规模的星际迁徙,成为跨星球的物种,从而解决人类面临的环境和能源问题。
马斯克计划通过制造20个“星舰”原型机进行测试,以便掌握巨型火箭的发射和回收能力。按照此前计划,距离真正建造出“星舰”还需要迭代到SN20。这些迭代,都要在三年内完成。
重复使用
太空探索技术公司已在“猎鹰”系列火箭上实现对芯一级超重火箭的可重复使用,研发重点集中在“星舰”飞船上。作为芯二级,“星舰”比芯一级“超重”运载火箭的再入速度快,返回后仅需少量翻修检查即可再次发射,因此对热防护系统提出极高要求。星舰结构使用不锈钢材料,并采用主动冷却技术。不锈钢材料虽具备较高的耐热温度和较好的高低温性能,但密度较大。因此,如何满足结构轻质化要求,成为“星舰”研发面临的难题之一。从“跳跃者”到“SN系列”,太空探索技术公司不断改进工艺,迎来“星舰”SN5、SN6原型机测试成功。在此基础上,该公司将继续试验,对不锈钢材料特性进行验证。另外,“星舰”SN8原型机也基本完成组装,有望首次装配3台“猛禽”发动机,挑战20千米高空飞行。“超重-星舰”芯一级超重火箭也已开建,后续进行低空测试。
飞行动态
发射测试
2019年1月6日,埃隆·马斯克社交媒体上曝光了星际飞船的模拟图,并表示计划在4至8周内进行试验飞行器的首次下降测试(Hopper test)。正式的星际飞船测试计划有望于2019年3月或者4月进行。
2020年2月,“星舰”SN1原型机在一次液氮压力测试中发生爆炸。
2020年8月4日,“星舰”SN5原型机在得克萨斯州博卡奇卡测试基地完成150米跳跃,试飞时间持续约1分钟。
2020年9月,“星舰”SN6原型机在博卡奇卡基地完成第二次150米跳飞测试。整个测试时长不到1分钟,SN6的起飞与降落控制较SN5更平稳。
北京时间2020年12月9日6:30左右,“星舰”SN8开展12.5千米高空试飞。马斯克随后通过社交媒体表示,飞船着陆过程中,头部燃料罐压力较低,因此导致着陆速度较快,飞船撞地爆炸。。
当地时间2020年12月10日,美国“太空探索”公司首席执行官埃隆·马斯克视察了准备测试的“星舰”SN9,不过很快,“星舰”SN9就因为太重压垮了支架撞在了生产中心的墙上。
2021年5月6日6时24分,“星舰”SN15原型机从得克萨斯州博卡奇卡试验场起飞,上升到10千米高度后,完成一系列动作,成功降落在发射场指定位置。整个测试持续约6分钟,标志着太空探索技术公司已掌握二级“星舰”安全着陆的部分关键技术,此次测试也成为“星舰”系列原型机的重要节点。在着陆后“星舰”原型机底部有起火现象,火势在数分钟后被控制。5月13日消息,SpaceX 已将其星舰(Starship)9 号飞行任务的上级火箭(upper stage)运回生产设施,此前该火箭刚刚完成了一次静态点火测试。根据美国海岸警卫队发布的最新航行通告,星舰 9 号飞行任务的最早发射日期指向5月21日。
2022年3月消息,马斯克在社交媒体上表示,“星舰”可发射有效载荷最高达300吨。
2022年6月,据今日俄罗斯报道,一份美军内部报告揭示,如果再次发生类似美国驻利比亚班加西领事馆遭袭的那种情况,美军设想如何将其援救兵力快速投放过去的方式,正是埃隆·马斯克名下SpaceX公司“星舰”飞船的潜在军事用途之一。
2022年7月13日,马斯克在推特表示,如果之前的测试顺利的话,“星际飞船”的首次轨道飞行最快将在8月举行。
2023年,美国SpaceX公司将对“星舰”飞船和“超重型”火箭(Super Heavy)进行首次轨道飞行测试,该测试将使用首次配备33台猛禽V2发动机的B7原型机和6台猛禽V2发动机的星舰S24原型机。
当地时间2023年2月9日,美国SpaceX公司完成了对“史上最大运载火箭”星舰进行的首次全面静态点火测试。此次测试也是其首次尝试同时点燃全部33台猛禽发动机。马斯克随后在推特上发文证实,此次测试中只有31台发动机成功点燃,但他表示,仅凭这31台发动机也能进入轨道
2023年4月,美国东部时间17日21时19分,“星舰”重型运载火箭在首次试飞发射前大约40秒的时候宣布推迟发射,原因是超重型助推器的加压系统出现问题。
2023年4月7日,美国联邦航空局(FAA)网站发布消息表示,美国太空探索技术公司的“星际飞船”发射定于4月17日进行。
当地时间2023年4月14日,美国联邦航空管理局(FAA)宣布,已批准美国太空探索技术公司的请求,允许该公司在得克萨斯州南部的发射场进行“星舰”火箭的无人飞行测试。SpaceX本次发射将不搭载任何货物和宇航员。
当地时间2023年4月17日,据美国太空探索技术公司称,“星舰”飞船首次试飞因技术问题被取消。
当地时间2023年4月20日,美国太空探索技术公司在美国得克萨斯州进行第二次“星舰”重型运载火箭的无人飞行测试,火箭发射升空。20日发射的“星舰”重型运载火箭在发射升空3分钟后,于墨西哥湾上空发生非计划内的解体,在半空中爆炸,航天器未能成功进入预定轨道。北京时间2023年4月20日21:44分左右,SpaceX星舰发射失败,在空中发生爆炸。
2023年4月26日,美国监管机构发布的调查报告表示,爆炸对当地环境产生了影响,碎片落在批准范围以外,可能落在了濒危物种的栖息地。
《华尔街日报》2023年4月27日消息,美国国家航空航天局(NASA)局长比尔·纳尔逊表示,SpaceX认为该公司可以修好“星舰”首次飞行使用的发射台,并在夏初前做好第二次发射的准备。
2023年9月,美国宇航局计划将进入地球轨道的“星舰”改造成为近地轨道空间站,星舰空间站预计在21世纪30年代投入运营。
2023年10月,马斯克表示,SpaceX可能会在三到四年后将一艘“星舰”飞船送上火星。
2023年11月,据媒体报道,为了给下次星舰试飞做好准备,SpaceX已经制造了近400台猛禽发动机。
当地时间2023年11月16日,马斯克在社交平台X上表示,因需要更换格栅翅片执行器(grid fin actuator),星舰发射推迟到11月18日。
2023年12月7日,马斯克在个人社交媒体上表示,其会在2033年登陆火星。
当地时间2024年3月6日,计划最早14日进行新一代重型运载火箭“星舟”第三次试飞。
当地时间2024年3月,美国联邦航空局(FAA)授予SpaceX公司许可,允许该公司从得克萨斯州测试发射“星舰”火箭系统。SpaceX表示,和前两次测试不同的是,此次测试飞行将以飞往印度洋的轨道发射。
北京时间2024年3月14日晚21时25分,马斯克旗下美国太空探索技术公司的星舰重型运载火箭发射升空。
北京时间2024年3月14日晚21时29分,马斯克旗下美国太空探索技术公司的星舰重型运载火箭第三次试飞在发射4分钟后,已完成一二级分离。21时40分,星舰“已达到环绕速度”。
北京时间2024年3月14日晚22时16分,马斯克旗下美国太空探索技术公司发布消息称,星舰重型运载火箭调整角度,正重新进入地球大气层。
2024年 5月24日,SpaceX表示,Starship的第四次飞行测试最早可能在6月5日启动,尚待监管部门批准。
2024年6月6日,美国太空探索技术公司新一代重型运载火箭“星舰”以及飞船集成系统从位于美国得克萨斯州的基地发射升空,这是“星舰”第四次试射。北京时间2024年6月6日21:57,太空探索技术公司宣布,星舰本体确认在印度洋溅落,第四次试飞取得成功。6月17日消息,SpaceX 首席执行官埃隆・马斯克透露,该公司计划在7月底进行第五次完整的星舰运载火箭试飞。当地时间10月12日,美国联邦航空管理局宣布批准美国太空探索技术公司(SpaceX)新一代重型运载火箭“星舰”进行第五次试飞,发射窗口为美国中部时间13日上午7时。美国太空探索技术公司(SpaceX)当地时间11月6日宣布,计划最早于美国中部时间2024年11月18日16:00(北京时间次日6:00)进行星舰(Starship)第六次飞行测试任务,首个窗口期约30分钟。12月17日,美国航空航天局(NASA)为Starship第七次试飞颁发了发射许可证,但尚未设定目标日期。
2025年2月24日消息,美国联邦航空管理局(FAA)发布通告,SpaceX计划最早于2月26日进行星舰(Starship)运载火箭的下一次测试飞行。
当地时间2025年6月18日,马斯克旗下太空探索技术公司(SpaceX)的“星舰”火箭在一次静态点火测试中出现故障并发生爆炸,消防部门已经出动。福克斯新闻网称,目前正在调查事故原因。当局表示暂未收到伤亡报告。截至发稿前,尚未看到SpaceX对此作出回应。
2025年9月29日,美国太空探索技术公司宣布,计划于10月13日进行其新一代重型运载火箭“星舰”的第11次试飞。
发射记录
北京时间2020年12月10日6时45分,美国得克萨斯州博卡奇卡基地,太空探索技术公司的SN8星舰原型机(以下简称SN8)进行飞行测试。测试中,SN8的3台发动机同时工作,推动其上升至12.5千米高度后熄火,SN8开始降落,先后完成掉头、减速、翻转等一系列复杂动作。随后,两台发动机再次点火,箭体转为垂直状态并开始降落,但在降落过程中的最后一刻,由于发动机推力异常,箭体失速坠地爆炸。
当地时间2021年3月3日,马斯克旗下太空探索公司SpaceX启动星际飞船原型SN10的10千米飞行测试。在德克萨斯州进行高空试飞后,首次成功着陆,但几分钟后在着陆台发生爆炸。这是SpaceX“星舰”高空试飞第三次发生爆炸。
美国中部时间2023年4月20日8时33分星舰火箭点火起飞,火箭第一级33台“猛禽”发动机中,有多达6台未能正常工作。升空约两分钟后,“星舰”出现姿态摇摆,最终失控爆炸。SpaceX公司随后承认,“星舰”在分离阶段失败。
2023年9月8日,美国联邦航空管理局(FAA)宣布结束了对SpaceX公司超重型火箭“星舰”发射事故的调查。最终报告列举了2023年4月20日事故的多个根本原因,以及SpaceX必须采取的63项纠正措施,以防止事故再次发生。
北京时间2023年11月18日晚9时3分,美国太空探索技术公司于德克萨斯州博卡奇卡进行第二次“星舰”重型运载火箭的无人飞行测试,火箭已经发射升空,33台发动机均正确启动。星舰发射升空,然而,在一级火箭达到工作时序后,二级火箭发生故障,火箭失去联系。SpaceX公司已经官宣火箭发射失败。该公司证实,发射升空几分钟后任务控制中心与“星舰”失去联系,被迫启动自毁系统。
2024年1月,据新华社消息,美国国家航空航天局9日再次推迟其载人登月任务,将美国宇航员重返月球的时间推迟至2026年9月。这是因为由私企承包的载人航天器和宇航服开发受阻,现有载人飞船也存在安全隐患。
第三次试飞
北京时间2024年3月14日晚,太空探索技术公司的星舰火箭在重返大气层期间与地面失去信号近14分钟,SpaceX评论员称,“我们可能失去了星舰”,星舰的第三次试飞提前结束。直播画面显示,美国东部时间14日9时25分,“星舟”重型运载火箭从位于得克萨斯州博卡奇卡的研发、测试和发射基地升空。两分多钟后,火箭第一级“超级重型”助推器和第二级飞船成功“热分离”。在太空滑行阶段,“星舟”完成了开关有效载荷舱门、推进剂转移等技术演示。随后,“星舟”尝试在太空中重新点燃“猛禽”发动机以及受控重返大气层。但在飞行49分钟后,“星舟”再度穿越大气时所有联系中断。美媒分析称,飞船可能已经解体。
美国联邦航空管理局(FAA)2024年3月14日公告称,当天SpaceX公司的“星舰”第三次试飞期间发生事故。目前尚未收到公共伤害或公共财产损失的报告。FAA正在监督SpaceX领导的事故调查,以确保该公司遵守FAA批准的事故调查计划和其他监管要求。
第四次试飞
2024年3月25日,SpaceX 公司宣布,位于得克萨斯州南部星际基地 (Starbase) 的一艘 50 米高的星舰上层级成功点燃了全部 6 台猛禽发动机,进行了全时长的“静态点火”测试。“静态点火”测试是一种常见的火箭发射前测试,发动机在地面点火并保持一定时间,但火箭本身并不会升空。
第五次试飞
当地时间2024年10月13日上午,美国太空探索技术公司(SpaceX)新一代重型运载火箭“星舰”进行第五次试射。SpaceX的直播画面显示,“星舰”已从位于美国得克萨斯州的基地发射升空。当地时间10月13日,美国太空探索技术公司(SpaceX)在社交媒体平台X发文称,新一代重型运载火箭“星舰”已成功在印度洋溅落,“祝贺整个SpaceX团队完成了激动人心的‘星舰’第五次试射”。
第六次试飞
2024年11月16日,美国太空探索技术公司(SpaceX)宣布,其新一代重型运载火箭“星舰”第六次试飞目标于美国中部时间11月19日(星期二)进行,发射窗口为30分钟,从下午4点(北京时间次日早上6点)开始。
第七次试飞
2024年11月25日消息,SpaceX的第七次星际飞船试飞计划2025年1月11日进行。
2025年1月12日消息,美国太空探索技术公司宣布,星舰飞船第七次试射将推迟至1月15日。1月15日,SpaceX官方账号宣布:受天气影响,计划于美国中部时间1月16日下午4时进行星舰的第七次发射,窗口期为60分钟。
当地时间2025年1月16日6时37分,美国太空探索技术公司对其新一代重型运载火箭“星舰”开展了第七次试飞。升空后不久,火箭第二级飞船与地面团队失去联系。太空探索技术公司直播画面显示,发射后该火箭第一级助推器又一次实现发射塔回收,在降落时由发射塔上的机械臂“夹住”,在半空中“捕获”回收。但火箭第二级飞船随后与地面团队失去联系,飞船直播画面中断。马斯克随后发帖并配发视频称,成功是不确定的,但娱乐是有保证的。他还写道,改进版星舰和助推器已准备就绪,等待发射。1月17日,美国联邦航空局发表声明称,已要求美国太空探索技术公司对其新一代重型运载火箭“星舰”事故展开调查。太空探索技术公司表示,“星舰”第七次试飞期间,第二级飞船在上升过程中经历了“快速、意外解体”。任务团队将继续研究相关飞行测试数据,以更好了解出现问题的根本原因。
2025年2月26日,据SpaceX介绍,星舰超重型助推器已经抵达发射台,为计划于本周五(2月28日)进行的第八次试飞做准备。3月4日消息,SpaceX 星舰(Starship)第八次试飞任务(IFT-8)原定的发射窗口期为北京时间3月4日早上7:30开启,但在倒计时40秒时宣布暂停检查,随后官方宣布出于未知原因取消发射,且未公布新发射窗口期。
第八次试飞
2025年3月6日,美国太空探索技术公司新一代重型运载火箭“星舰”从美国得克萨斯州发射升空,实施第八次试飞。升空后不久,火箭第二级飞船与地面团队失去联系。
当地时间2025年3月6日晚,美国太空探索技术公司(SpaceX)证实其星舰在第八次试飞任务失败。飞船在飞行不到10分钟发生了爆炸,并在加勒比海和大西洋附近形成了大量碎片云。该公司用“快速非计划性解体”这一委婉说法描述此次意外爆炸事件。“我们团队已立即启动与安全部门的协调合作,执行预先制定的应急方案。”SpaceX在声明中表示,“将通过本次试飞数据深入分析根本原因。”
当地时间2025年3月6日,美国太空探索技术公司(SpaceX)“星舰”飞船的第八次试飞宣布失败后,美国联邦航空管理局(FAA)在四个机场发布禁飞令,停止所有飞往佛罗里达州迈阿密、劳德代尔堡、棕榈滩和奥兰多机场的航班,以寻找“星舰”飞船的碎片,禁飞令持续至美国东部时间晚上8点。美国联邦航空管理局表示,该机构要求美国太空探索技术公司对“星舰”飞船当日第八次试飞发射过程中的碎片坠落事故进行调查。美国太空探索技术公司表示,飞船上升期间尾部出现“能量事件”,致数台“猛禽”发动机失灵,最终导致飞船失联、解体。该公司称,将配合美联邦航空管理局对事故进行彻底调查并采取纠正措施,以改进未来的“星舰”飞行测试。此次试飞失败后,美国联邦航空管理局在四个机场发布禁飞令,停止所有飞往佛罗里达州迈阿密、劳德代尔堡、棕榈滩和奥兰多机场的航班,以寻找“星舰”飞船的碎片。SpaceX表示,飞船解体后的碎片落入计划内的区域,碎片中不存在有毒物质,预计不会对海洋物种或水质产生重大影响。3月9日,美国联邦航空管理局(FAA)再次要求 SpaceX 对此次第八次“星舰”测试飞行的失败进行事故调查,FAA 将参与 SpaceX 主导的事故调查过程的每一步,对 SpaceX 提交的最终报告以及报告中所包含的任何纠正措施拥有审批权。5月23日(本周五),SpaceX公司也公布了2025年3月第八次轨道级试飞(IFT-8)的事故调查报告。技术分析显示,星舰二级飞船爆炸源于中心发动机区域突发“闪光”引发的连锁反应。“星舰二级损毁的最可能根本原因,是其中一台中心猛禽发动机硬件故障导致推进剂意外混合与点火。”当地时间6月12日,美国联邦航空管理局表示,对美国太空探索技术公司(SpaceX)的“星舰”飞船第八次试飞事故的调查已结束,无公众伤亡或公共财产损失报告。
第九次试飞
2025年5月23日(本周五),SpaceX星舰第九次试飞计划已获批。5月28日,星舰第9次试飞中解体。SpaceX当天在社交平台发帖称,“星舰又遭遇了一次意外快速解体。团队将继续分析数据,并朝着下一次试飞努力。”
2025年6月1日消息,美国联邦航空管理局(FAA)再次对 SpaceX 展开故障调查。FAA 表示,此次故障调查仅针对星舰未能按计划完成发射或再入大气层的情况。该机构指出,星舰的超重型助推器(Super Heavy booster)的损失属于 SpaceX 申请的、经 FAA 批准的测试诱导损坏豁免范围之内。
第十次试飞
2025年6月18日,美国得克萨斯州,马斯克的太空探索技术公司(SpaceX)“星舰”S36飞船在测试时发生巨大爆炸。发动机刚刚点火,飞船突然爆炸并解体,巨大火球冲上天空。SpaceX正在调查爆炸原因。这是“星舰”试飞前进行的静态点火测试,飞船原定于6月30日进行第十次试飞。
当地时间2025年8月24日傍晚,美国太空探索技术公司(SpaceX)宣布取消原计划当日进行的“星舰”第十次试飞任务,原因是地面系统(指发射台及其周边支持起飞的基础设施)出现问题。
美国太空探索技术公司(SpaceX)新一代重型运载火箭“星舰”美国中部时间2025年8月26日18时30分(北京时间26日7时30分)从得克萨斯州发射升空,实施第十次试飞。此次任务重点目标包括让飞船部署模拟卫星、在太空中进行发动机重新点火测试等。SpaceX已确认,“星舰”成功溅落印度洋,本次试飞圆满结束。
第十一次试飞
2025年9月29日,美国太空探索技术公司宣布,计划于10月13日进行其新一代重型运载火箭“星舰”的第11次试飞。该公司表示,此次试飞的主要目标包括为研发下一代“超级重型”助推器收集数据、对飞船隔热系统进行压力测试并为未来实现飞船返回发射场进行实验和验证。美国中部时间10月13日18时23分,美国太空探索技术公司新一代重型运载火箭“星舰”从得克萨斯州发射升空,实施第11次试飞。10月14日,在星舰第十一次综合飞行测试中,超重型助推器目前顺利完成着陆燃烧阶段的各项配置和动力测试,之后关机坠海。飞船也顺利完成了有效载荷部署、返场机动等关键任务,成功溅落印度洋。本次飞行的星舰组合体由S38飞船和B15.2超重型二手助推器(“八飞”B15助推器)构成,也是第二代星舰的最后一次飞行测试。
技术创新
不锈钢结构
从2016年首次方案公开到2018年底,SpaceX公司一直都宣称该星际运输系统将采用碳纤维复合材料。但在2018年末突然宣布,改用近些年并不常见的不锈钢材料,并立即报废了曾经用重金购买的复合材料工装。给出的理由是从太空超低温到重返大气层的高温状态,全不锈钢箭体的可用强度与质量比,要比碳纤维钛合金等航天材料表现更好,只是在常温时不如后两者。不同于火神半人马座火箭上面级的不锈钢气压设计,超重-星舰采用轴压设计,贮箱在不加注时仍可以保持结构完整。同时,贮箱还要反复加注泄放过冷甲烷和液氧这都是之前业内鲜有应用的设计。最初,星舰验证机所采用的是高质量301级不锈钢。但在2020年6月,SpaceX公司利用SN7原型机贮箱进行了低温加压试验,验证了另一种不锈钢材料(据称与304L类似),得出结论是这种不锈钢材料在低温下具有更强的延展性韧性
火箭发动机
超重-星舰采用的猛禽液氧/甲烷发动机为全流量补燃循环发动机。该发动机设计推力为1993千牛,约为法尔肯9火箭使用的猛禽1D发动机的2.5倍。发动机比冲330秒,主燃烧室压力超过25兆帕,具备高比冲、深度节流的特点。一旦投入使用,将有望成为第一款投入实用化的液氧/甲烷发动机,也是第一款全流量补燃循环发动机。根据马斯克的说法,单台猛禽发动机设计可执行1000次飞行,几乎无需维护。采用甲烷燃料具有以下优点:首先,燃烧起来比法尔肯9火箭使用的煤油更清洁,因此发动机上的焦化更少,有利于重复使用。其次,价格便宜并且可以在火星上提取,能够满足未来探火的需求。
新回收方式
超重-星舰系统为完全可重复使用运载器,其火箭级与飞船级均可回收。其中,星舰飞船级设计采用了与此前截然不同的回收方案。
当从轨道返回时,星舰不以垂直姿态进入大气层,而是以60°倾斜的姿态及25倍音速的超高速度“躺着”进人大气层。星舰将由四个单独控制的襟翼精确引导下降。其中两个为鸭翼在鼻锥上,两个尾翼在船尾部分。根据马斯克的说法在超音速状态下产生升力,这对限制峰值加热非常重要。星舰将尽可能最大限度地利用空气制动。最终在接近地面时还将进行一次大幅机动,点燃猛禽发动机进行翻转,最后垂直到达地面进行精确着陆。星舰的回收比法尔肯9火箭一子级的回收要困难得多,但如果SpaceX公司能做到这一点,将会是革命性的突破。
防热瓦设计
由于不锈钢的熔点较高,新的不锈钢超重-星舰设计与碳复合材料相比,需要的热防护措施较少,从而弥补了钢具有更高质量的这一缺点。飞船从低轨道返回时,表面约20%的部分将暴露在最高温度约1476℃的环境中,另外20%最高温度至1326℃,其余表面最高温度将低于1176℃,这是不锈钢无需任何额外冷却即可承受的温度。再入时箭体所承受的温度最高不超过330℃,发动机部分周围的温度不超过925℃,可采用被动辐射冷却来应对。这意味着星舰的背风侧不需要任何隔热层。
而在迎风面,最初马斯克曾设想使用双层不锈钢外壳+液膜冷却来实现防热。但最终SpaceX研发团队还是决定采用坚固的并可重复使用的防热瓦,从而使系统整体更轻。迎风面防热结构将大部分由六边形防热瓦组成。选择这种形状是因为这样“它没有能够让热流加速通过的直线路径间隙”。
SpaceX并未透露防热瓦所采用的材料,而根据SpaceX与NASA Ames研究中心的合作协议推测,SpaceX很可能在星舰上采用该中心所拥有的新型TUFROC防热材料(增韧型单片纤维增强抗氧化复合材料),该材料用于美国空军试验航天器X-37B的翼面前缘,经过飞行验证,且TUFROC-X可直接贴敷于不锈钢材料,工艺上相较碳纤维结构有所简化。
总体评价
美国宇航局主导研制的SLS重型运载火箭(又称:太空发射系统),原计划于2017年首飞,由于动力系统试车数次推迟等原因,首飞被延后至2022年。这种以“SLS模式”为代表的国家主导发展模式以完成任务为目标,通过严密的研制流程,确保每个产品质量。因此,整个SLS重型运载火箭的研制过程未出现过较大的方案调整。整体研制进度虽慢,但火箭综合性能和技术仍保持较高水平。
另一种是以“SpaceX模式”为代表的商业航天模式。这种发展模式以产品开发为目标,通过频繁的产品迭代实现功能优化,达到缩短开发时间,节约成本的目的,缺点是失败率较高。因此,无论是“猎鹰”系列运载火箭,还是SN星舰系列原型机,试验失败似乎已成为“家常便饭”。然而,无论是“以稳妥换可靠”的“SLS模式”,还是“以风险换效益”的“SpaceX模式”,均各有优缺点。在未来相当长一段时期内,这两种发展模式将在世界航天领域内并存。(中国军网 评)
爆炸事件
美东时间2025年6月18日晚上11点左右,SpaceX“星舰”S36飞船在测试时发生巨大爆炸。这是“星舰”试飞前进行的静态点火测试,飞船原定于6月30日进行第十次试飞。5月27日,“星舰”实施第九次试飞,火箭第二级飞船进入太空后失控解体。
当地时间2025年6月19日,SpaceX发布星舰爆炸事件进展显示,试验场地周围设立了安全区,事故没有人员伤亡情况。爆炸对格兰德河谷周边社区无任何危害,对星舰内部材料进行的独立测试(包括毒性分析)证实,这些材料不会造成化学、生物或毒理学风险。初步分析表明,星舰飞船尾翼区域装有气态氮的一个被称为COPV(复合材料包覆压力容器)的加压罐可能出现故障,但全面的数据审查仍在进行中。星舰和猎鹰火箭上使用的COPV没有共性。
2025年6月25日,墨西哥总统克劳迪娅·辛鲍姆在总统府新闻发布会上表示,墨政府正调查美国太空探索技术公司(SpaceX)发射的“星舰”火箭残骸坠落事件,并考虑依据国际法提出相应诉讼。辛鲍姆表示,美方在美墨边境的火箭发射活动影响墨西哥的安全和环境。墨政府将具体评估火箭发射对墨相关地区造成的影响,并研究美方行为是否违反国际法。
2025年6月26日,SpaceX 表示,星舰(Starship)爆炸后,其残骸回收工作受阻,公司已向墨西哥方面寻求合作。
2025年11月21日,美国太空探索技术公司称,该公司升级版“星舰”火箭的助推器在测试中出现异常,具体原因目前还未确定。据美国媒体报道,实时视频显示,助推器当天在测试过程中发生了爆炸。
SpaceX 官方2025年12月21日在 X 平台发表声明,回应华尔街日报关于“星舰飞船 1 月爆炸事件危及航班安全”的报道。
SpaceX 官方声明如下:
这是《华尔街日报》又一篇误导公众的“报道”。
很明显,记者们被别有用心人士灌输了不完整且具有误导性的信息。
往轻地说,这反映出他们完全不了解空域管理方面成熟而稳健的工具体系,这些工具定义清晰、以科学为基础,并且在保障公共安全方面已被证明卓有成效。
无论如何,这类基于猜测、依赖匿名消息源非科学分析所构建的虚假叙事,都是在对公众传达不负责任的消息。
我们需要明确:SpaceX 在每次星舰飞船的飞行测试中,都会把公众安全摆在最高优先级,没有任何航空器受到风险影响,所有飞行器碎片都被限制在事先协调好的应急响应区域内,这些区域由美国太空军制定,并由联邦航空管理局管理。
并且,这些应急响应区域在划分时都高度保守,覆盖区域远大于实际需要;所有航空器都在实时调度下,被合理引导至预先协调空域。
SpaceX 致力于在发射、再入(重返地球大气层)过程中负责任地使用空域,有效考虑公共安全,保护地面、海上以及空中的人员。
我们计划在 2026 年提升星舰飞船的飞行频率,并从佛罗里达州执行发射任务,SpaceX 将在确保最高公共安全标准的同时,继续推动星舰更高效地融入空域体系。
最新修订时间:2025-12-25 11:44
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概述
发展沿革
参考资料