星舰二级回收首次实现:这次夹住的是飞船,“完全复用”还差两步

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北京时间11月15日凌晨5点20分左右,SpaceX星舰第15次飞行测试中,42号飞船(S42)在发射约22.5小时后重返得州星港的发射台,并用机械臂成功捕获。这是人类首次回收飞过地球轨道的火箭上级——在此之前的“筷子夹火箭”名场面,夹住的都是从没进过轨道的下半截助推器。但这次“完整回收”只兑现了一半:起飞约6分半钟后,“超级重型”助推器未按原计划返回发射场,在墨西哥湾海域受控溅落。知乎新华社界面新闻

升空段本身火力十足:助推器上的33台第三代猛禽发动机同时点火,产生超过8000吨推力,把这枚高约124米的火箭推离发射塔。DeepTech深科技

热分离后,22号助推器B22开始返航,却在飞回发射塔途中因一台发动机未能重燃触发自动中止,转向得州近海的备用海域溅落,SpaceX直播解说称团队会深入调查原因。飞船一侧则把任务扛了起来:入轨至距地面约275公里的轨道后约35分钟,S42开始释放26颗新一代“星链”V3卫星,放到两颗时还暂停部署、原地旋转一圈,让带相机的卫星从外部拍下自己的隔热盾。再入过程可见船侧粉橙色等离子光,当时高度84.9公里、速度26792公里/小时。DeepTech深科技界面新闻知乎

05:19:16着陆点火,随后箭体翻转,3台引擎减至2台,发射塔臂稳稳接住了这艘从太空历经22小时轨道飞行的飞船。这趟绕地球14圈、持续约22.5小时的任务,也刷新了星舰的在轨时长纪录。知乎新华社

接住飞船,为什么比接住助推器难一个量级

飞船和助推器的回收难度截然不同:助推器在起飞两分多钟后分离,返回时高度和速度都有限;飞船从轨道返回,再入速度20倍音速以上,要先靠隔热盾扛过再入加热,再经滑翔和点火减速把落点控制进机械臂之间——海上溅落允许一定的落点偏差,塔架回收几乎没有余量。DeepTech深科技

长时间在轨是另一重考验。第14次飞行中,一台真空猛禽发动机提前关机、还出现氦气泄漏,原定近10小时的任务被迫缩短到3小时左右;S42则要在太空连续工作22个多小时,并精确完成离轨、着陆两次点火。DeepTech深科技

还有此前不存在的法规约束:这是星舰上面级第一次在陆地上空再入,航路经过墨西哥北部和得州南部居民区,FAA为此专门修改发射许可,要求公众伤亡风险低于百万分之一,许可直到起飞前几小时才签发。SpaceX的对策是层层设卡:入轨后设3个返回检查点,任何异常就让飞船提前离轨落入预定海域,全部放行才允许飞回发射场。DeepTech深科技

“完全可重复使用”,走到哪一步了

热点词条里的“首次”是真的,但还有两层边界。其一,此前被塔架夹回的只有助推器,且这3次夹住的都是第一代产品;换上第三代发动机和箭体后,从B19着陆点火阶段损失、B20海上坠毁、B21带伤溅落到这次B22中止,一度已经掌握的“筷子”能力反而没能稳定重现,第三代助推器的塔架首接至今没有完成。DeepTech深科技

其二,接住不等于复用。前14次飞行中,没有一艘上面级再次起飞过,它们要么在飞行中损失,要么溅落海上后就此退役。DeepTech深科技

在这个赛道上,蓝色起源的新格伦和蓝箭航天的朱雀三号目前都只实现了第一级回收,认真要把“上半截”也抓回来的只有星舰。DeepTech深科技

这笔账能不能算平,取决于接回来之后

星舰上面级是一艘带着6台发动机、整套隔热盾和载荷舱的完整航天器,如今每飞一次都要消耗一艘新船。有分析机构估算,一次性使用的星舰每次发射约需1亿美元,而马斯克给完全复用版本定下的目标是1000万美元以内。另一组行业初步测算给出的参照是:猎鹰9号近地轨道发射成本约为每公斤1.8万元,星舰若实现完全复用,成本可能降至每公斤0.5万元。DeepTech深科技中国新闻网

把飞船接回塔架而非落海,价值正在于此:S41溅落后曾在海上漂75天才被运回基地检查,S40也在海上停留了一个多月;落在机械臂上的S42则保留完整的再入后状态,部分发动机可以直接送上试车台复测。DeepTech深科技

航天飞机的教训是:能落回跑道不等于快——每次飞行后要耗费大量人工翻修,按2024年美元计单次发射成本约15亿美元。飞船接住之后多久、花多少钱能再次起飞,才决定完全复用能否成立。DeepTech深科技

接下来看什么

两个观察点。第一是S42的体检报告:腹部隔热瓦扛完22小时轨道飞行和再入火球后损耗如何、翻新复飞要几天,将决定“航班化”的账算不算得平。第二是同一天把两半都夹回来:第三代助推器的首次塔架回收已确定留给下一次飞行,而飞船接住后多久能再飞,是接下来几个月最主要的看点。马斯克在10月20日的第三季度财报会议上就把这次尝试称为“人类文明发展进程中一个意义深远的技术里程碑”,同时也承认存在失败的可能。现在,进过轨道的上半截第一次完好挂回了铁塔,剩下助推器夹回、飞船复飞这两道关,才决定“完全可重复使用”从口号变成账本。DeepTech深科技知乎

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