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、快速重復使用的火箭。其設計初衷是向火星運送數(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，也不會直接導致任務徹底失敗。
當?shù)貢r間周二晚間進行的第十次試飛，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)計劃至關重要：未來星艦不僅要承擔星鏈衛(wèi)星（Starlink）發(fā)射、商業(yè)載荷運輸任務，最終還將負責載人航天任務。
周二晚間，當這枚巨型星艦火箭升空時，SpaceX 的目標遠不止達成新里程碑。團隊在此次試飛中主動引入多項故障，重點測試三項關鍵技術：熱防護系統(tǒng)（隔熱罩，heat shield）性能、推進系統(tǒng)冗余能力，以及猛禽發(fā)動機（Raptor）的在軌重啟技術。
熱防護系統(tǒng)正是 SpaceX 當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，“可重復使用的軌道返回隔熱罩”是實現(xiàn)火箭 100% 重復使用的“最后一道關鍵難題”。
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，這些瓦片共同構成了熱防護系統(tǒng)的核心。
第十次試飛的核心目標之一，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行了試驗，以收集真實數(shù)據(jù)并改進設計。
2003 年“哥倫比亞號”航天飛機事故，早已為熱防護系統(tǒng)的脆弱性敲響警鐘。當時，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，這一關鍵故障最終導致航天飛機重返大氣層時解體，機上 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期范圍內，將為該公司實現(xiàn)“上級艙直立著陸、翻新后重復使用”的終極目標奠定重要基礎。
推進系統(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)動機失效”場景的模擬演練。在點火最后階段，工程師主動關閉了三臺中央猛禽發(fā)動機中的一臺，并啟用了備用發(fā)動機來替代。這是一次成功的發(fā)動機失效事件演練。
此外，SpaceX 還宣布完成了猛禽發(fā)動機的在軌重啟，發(fā)射直播中提到，這是該公司第二次實現(xiàn)這一技術突破。對于深空探測任務、推進劑在軌轉移任務，乃至部分載荷部署任務而言，發(fā)動機的可靠重啟能力都至關重要。
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 的兩項關鍵技術突破：一是能承受重返大氣層高溫的熱防護系統(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（IT之家注：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將于 2027 年年中執(zhí)行。
NASA 會根據(jù)任務類型調整風險容忍度：對于無人任務，會接受更高風險；而載人運輸任務則要求極低風險。在讓宇航員搭乘新型火箭前，NASA 會設定量化安全標準，且這些標準必須通過測試與飛行數(shù)據(jù)驗證才能達標。盡管星艦體型更大，但安全標準并不會因此放寬 —— 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準展開。下一步，該公司將對星艦進行重大升級，推出“Block 3”版本：包括推力更強的猛禽發(fā)動機、襟翼系統(tǒng)升級，以及航電系統(tǒng)、制導導航與控制系統(tǒng)的優(yōu)化。
第十次試飛的下一個關鍵節(jié)點，是將飛行數(shù)據(jù)轉化為硬件升級方案 —— 唯有如此，才能逐步實現(xiàn)星艦的“常規(guī)化運營”，最終邁向馬斯克設想的目標：“24 小時內完成 24 次星艦發(fā)射”。
