8 月 28 日消息，長期以來，SpaceX 一直將星艦（Starship）宣傳為一款可完全、快速重復(fù)使用的火箭。其設(shè)計初衷是向火星運(yùn)送數(shù)千磅貨物，助力人類實現(xiàn)“多行星生存”愿景。然而，規(guī)模化重復(fù)使用的核心在于航天器需具備容錯能力 —— 即便出現(xiàn)故障，也不會直接導(dǎo)致任務(wù)徹底失敗。

SpaceX 星艦第 10 次試飛聚焦容錯性：故意移除隔熱瓦、測試發(fā)動機(jī)冗余與在軌重啟

當(dāng)?shù)貢r間周二晚間進(jìn)行的第十次試飛，充分體現(xiàn)了 SpaceX 對“容錯性”的重視。該公司在試飛后的更新中表示，此次測試旨在“挑戰(zhàn)星艦性能的極限”。而摸清這些極限，對 SpaceX 后續(xù)計劃至關(guān)重要：未來星艦不僅要承擔(dān)星鏈衛(wèi)星（Starlink）發(fā)射、商業(yè)載荷運(yùn)輸任務(wù)，最終還將負(fù)責(zé)載人航天任務(wù)。

周二晚間，當(dāng)這枚巨型星艦火箭升空時，SpaceX 的目標(biāo)遠(yuǎn)不止達(dá)成新里程碑。團(tuán)隊在此次試飛中主動引入多項故障，重點測試三項關(guān)鍵技術(shù)：熱防護(hù)系統(tǒng)（隔熱罩，heat shield）性能、推進(jìn)系統(tǒng)冗余能力，以及猛禽發(fā)動機(jī)（Raptor）的在軌重啟技術(shù)。

熱防護(hù)系統(tǒng)正是 SpaceX 當(dāng)前面臨的最大工程難題之一。正如埃隆?馬斯克（Elon Musk）2024 年 5 月在 X 平臺（原推特）上所言，“可重復(fù)使用的軌道返回隔熱罩”是實現(xiàn)火箭 100% 重復(fù)使用的“最后一道關(guān)鍵難題”。

星艦上級艙（與火箭同名，也稱作“星艦”）的腹部覆蓋著數(shù)千塊六邊形陶瓷與金屬隔熱瓦，這些瓦片共同構(gòu)成了熱防護(hù)系統(tǒng)的核心。

第十次試飛的核心目標(biāo)之一，就是驗證星艦在穿越大氣層、承受高溫灼燒時，能承受多大程度的損傷并仍能安全存活。測試中，工程師主動移除了部分區(qū)域的隔熱瓦，并對一種新型主動冷卻隔熱瓦進(jìn)行了試驗，以收集真實數(shù)據(jù)并改進(jìn)設(shè)計。

2003 年“哥倫比亞號”航天飛機(jī)事故，早已為熱防護(hù)系統(tǒng)的脆弱性敲響警鐘。當(dāng)時，一塊絕緣泡沫在發(fā)射階段撞擊了哥倫比亞號左翼的隔熱瓦，這一關(guān)鍵故障最終導(dǎo)致航天飛機(jī)重返大氣層時解體，機(jī)上 7 名宇航員全部遇難。

22 年后的今天，SpaceX 正專注于極端場景下的性能驗證。若此次試飛后的數(shù)據(jù)顯示，星艦艙體溫度始終控制在預(yù)期范圍內(nèi)，將為該公司實現(xiàn)“上級艙直立著陸、翻新后重復(fù)使用”的終極目標(biāo)奠定重要基礎(chǔ)。

推進(jìn)系統(tǒng)的冗余能力也在此次測試中得到驗證。超重型助推器（Super Heavy）的著陸點火程序，實際上是對“發(fā)動機(jī)失效”場景的模擬演練。在點火最后階段，工程師主動關(guān)閉了三臺中央猛禽發(fā)動機(jī)中的一臺，并啟用了備用發(fā)動機(jī)來替代。這是一次成功的發(fā)動機(jī)失效事件演練。

此外，SpaceX 還宣布完成了猛禽發(fā)動機(jī)的在軌重啟，發(fā)射直播中提到，這是該公司第二次實現(xiàn)這一技術(shù)突破。對于深空探測任務(wù)、推進(jìn)劑在軌轉(zhuǎn)移任務(wù)，乃至部分載荷部署任務(wù)而言，發(fā)動機(jī)的可靠重啟能力都至關(guān)重要。

美國國家航空航天局（NASA）的“阿爾忒彌斯計劃”（Artemis），也高度依賴 SpaceX 的兩項關(guān)鍵技術(shù)突破：一是能承受重返大氣層高溫的熱防護(hù)系統(tǒng)，二是可在軌可靠重啟的星艦 —— 唯有實現(xiàn)這兩點，才能確保宇航員安全登陸月球表面。目前，NASA 已向 SpaceX 撥款超 40 億美元（注：現(xiàn)匯率約合 286.22 億元人民幣），用于研發(fā)可登月的星艦版本；按計劃，星艦的首次月球著陸任務(wù)將于 2027 年年中執(zhí)行。

NASA 會根據(jù)任務(wù)類型調(diào)整風(fēng)險容忍度：對于無人任務(wù)，會接受更高風(fēng)險；而載人運(yùn)輸任務(wù)則要求極低風(fēng)險。在讓宇航員搭乘新型火箭前，NASA 會設(shè)定量化安全標(biāo)準(zhǔn)，且這些標(biāo)準(zhǔn)必須通過測試與飛行數(shù)據(jù)驗證才能達(dá)標(biāo)。盡管星艦體型更大，但安全標(biāo)準(zhǔn)并不會因此放寬 —— 不過，更大的體型也意味著潛在故障模式會更多。

綜合來看，此次試飛的多項實驗表明，SpaceX 的測試正圍繞這些安全標(biāo)準(zhǔn)展開。下一步，該公司將對星艦進(jìn)行重大升級，推出“Block 3”版本：包括推力更強(qiáng)的猛禽發(fā)動機(jī)、襟翼系統(tǒng)升級，以及航電系統(tǒng)、制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的優(yōu)化。

第十次試飛的下一個關(guān)鍵節(jié)點，是將飛行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為硬件升級方案 —— 唯有如此，才能逐步實現(xiàn)星艦的“常規(guī)化運(yùn)營”，最終邁向馬斯克設(shè)想的目標(biāo)：“24 小時內(nèi)完成 24 次星艦發(fā)射”。（遠(yuǎn)洋）