第二代星艦下週試飛，除了更高更重，還有哪些改進？

1月10日消息，SpaceX的全新版本星艦美國時間週四已運抵發射臺，準備下周進行的第七次飛行測試。這次測試將驗證有效載荷部署機制，發射窗口定於美國東部時間週一下午5點（北京時間週二早晨6點）開啓。這將是SpaceX對超級重型助推器和星艦飛船的第七次全尺寸飛行測試，也是2025年的首次發射。

在未來幾天，SpaceX技術團隊將把星艦堆疊到已安裝在發射臺上的超級重型助推器上，並在週一發射倒計時前完成最後的測試和準備工作。

SpaceX在官網的任務概述中寫道：“即將到來的飛行測試將發射經過重大升級的新一代星艦，嘗試首次有效載荷部署測試，開展多項針對飛船捕獲和重複使用的再入實驗，併發射並回收超級重型助推器。”

週一的任務將重複SpaceX在最近兩次星艦測試飛行中展示的多個關鍵操作。發射約7分鐘後，SpaceX計劃再次嘗試讓超級重型助推器返回發射場，並利用發射塔上的兩隻機械臂“筷子”捕獲助推器。

在2024年10月的第五次飛行測試中，SpaceX成功完成了這一壯舉。但在11月的測試中，由於發射塔上的傳感器損壞，公司被迫放棄了捕捉嘗試，健康狀況良好的助推器最終在墨西哥灣近海實現受控濺落。

爲優化操作，本次飛行測試中，SpaceX爲發射塔傳感器增加了保護措施，並計劃測試“筷子”上的雷達設備，以提供更精確的測距數據。這些改進預計將提高超級重型助推器和星艦在未來任務中被成功捕獲的機率。

在本次測試中，超級重型助推器搭載的33部猛禽發動機中，有一臺是從2024年10月測試回收的助推器中拆卸並重新部署的。這標誌着SpaceX向實現整個星艦系統完全重複使用邁出的重要一步。

當助推器與星艦上面級分離後，星艦上面級將點燃6部發動機，加速至接近軌道速度，獲得足夠能量完成地球半圈飛行。隨後，在重力作用下，星艦將重返大氣層，並於發射約一小時後受控濺落在澳大利亞西北部的印度洋中。

新版本，新目標

此次飛行測試的主要改進集中在星艦的上面級。第二代星艦（Block 2）最顯著的變化是前襟翼的設計優化。工程師縮小了襟翼的尺寸，並將其位置移至更靠近飛船鼻尖的區域，以更好地保護襟翼免受再入大氣層時的高溫侵襲。在去年的測試飛行中，星艦上的攝像頭曾顯示前襟翼在再入過程中受到高溫損傷。

SpaceX還在研發升級版的超級重型助推器，該型號比現有版本略高，並能夠產生更大的推力。然而，在即將到來的測試飛行中，SpaceX仍將使用第一代助推器設計。

在此次飛行中，超級重型助推器和星艦上面級將攜帶超過1050萬磅（約4762噸）的燃料和氧化劑。新版星艦的推進劑儲罐容積較之前增加了25%，但有效載荷艙的空間略有減少，本次任務將搭載10個星鏈互聯網衛星的模型。綜合這些改進，火箭整體高度增加了近6英尺（約1.8米），總高度達到404英尺（約123.1米）。

這一高度的提升意味着SpaceX將再次打破自身保持的最大體積與最強推力火箭的紀錄。而未來推出的第三代星艦將更爲強大，其上面級將配備9臺發動機，相比目前的6臺進一步提升推力，可向近地軌道運輸多達44萬磅（200噸）的貨物。

第二代星艦的新改進包括：

• 推進劑輸送管道的真空護套

• 猛禽真空發動機的全新燃料輸送系統

• 改進的推進航空電子模塊，用於控制設備閥門和讀取傳感器數據

• 重新設計的慣性導航系統和星跟蹤傳感器

• 集成智能電池和動力單元，可在飛船內部分配2.7兆瓦的電力

• 搭載的攝像頭數量增加至30多個

爲未來奠基

增強版的航電系統將爲未來任務奠定基礎，驗證SpaceX在軌補給星艦以及飛船返回發射場的能力。例如，SpaceX將採用性能更強的飛行計算機和新型天線，新天線集成了與“星鏈”衛星、GPS導航衛星連接的功能，同時爲傳統無線電通信鏈路提供備份支持。SpaceX表示，得益於“星鏈”網絡，星艦在飛行的各個階段可以實現超過120Mbps的實時高清視頻和遙測數據傳輸。

SpaceX進一步指出，這些改進“提升了星艦的性能，同時增強了其執行長期任務的能力”。此外，飛船隔熱系統也進行了升級，採用最新一代隔熱瓦，並增加了備用層，以防止隔熱瓦在飛行過程中丟失或損壞。

在飛行約17分鐘後，星艦將在大西洋上空部署10個與新一代“星鏈”衛星大小和重量相似的有效載荷模型。這些模型將沿亞軌道繞地球一圈飛行，並在無人區的印度洋上空再入大氣層。未來，星艦將發射真正的新一代“星鏈”衛星，以提升網絡容量。由於這些衛星體積過大，現有的獵鷹9號火箭無法勝任發射任務。

此次飛行測試中，SpaceX還將再次在太空中點燃星艦的猛禽真空發動機之一，重現去年11月第六次飛行測試中成功完成的演示。發動機的重啓能力至關重要，不僅可使星艦脫離低地球軌道進入再入軌跡，還爲未來掌握軌道加油技術後飛往更高軌道、月球或火星鋪平道路。

美國國家航空航天局（NASA）已與SpaceX簽訂合同，開發專爲阿爾忒彌斯計劃設計的星艦衍生版本，用於將宇航員送往並接回月球表面。負責監管該項目的NASA項目經理麗莎·沃森-摩根（Lisa Watson-Morgan）對去年在太空中完成發動機重啓測試的成果表示滿意。

摩根在最近的採訪中表示：“在登月過程中，我們將執行一系列複雜的機動操作，而猛禽發動機在整個過程中將經歷極其寒冷的環境。確保它們能夠成功重新點火是關鍵。這次測試是邁向這一目標的重要一步。”

她補充說：“此外，着陸後發動機將關閉，屆時環境會變得極其寒冷。爲了讓飛船再次起飛，將機組人員送離月球表面，發動機必須能夠在極寒條件下重新點燃。這正是這次測試對NASA載人登月系統和重返月球計劃至關重要的原因。”

“最大的技術挑戰”

SpaceX公司仍在對星艦的隔熱罩進行試驗。公司創始人兼首席執行官埃隆·馬斯克（Elon Musk）將其稱爲“星艦面臨的最大技術挑戰”。爲實現每天多次發射星艦的目標，隔熱罩必須具備完全且即時的可重複使用能力。

儘管此前的三艘星艦均成功在印度洋完成濺落，但在重返大氣層時，當飛船暴露在高達1430攝氏度的極端溫度下，一些隔熱瓦仍從飛船上脫落。

爲了對飛船的易損部位進行“壓力測試”，工程師在下週飛行測試的星艦上移除了某些區域的隔熱瓦。此外，他們對隔熱瓦與飛船不鏽鋼外殼交接處的邊緣進行了平滑和細化處理，以解決此前測試中觀察到的再入大氣層“熱點”問題。

SpaceX公司表示：“我們將測試多種金屬隔熱瓦，其中包括一種具備主動冷卻功能的隔熱瓦，以探索在再入過程中保護星艦的替代材料。”

此外，SpaceX還在星艦上安裝了簡易的接箍裝置，用於測試其在再入大氣層過程中的熱性能。據SpaceX介紹，飛船將在下降過程中採用更苛刻的飛行軌跡，以測試重新設計的前襟翼在最大動態壓力點的結構極限。

總的來說，SpaceX在下週的飛行測試中不僅將展示衛星部署演示，還對星艦進行了重要升級。這些改進將爲未來任務奠定基礎，或許在未來幾個月內，星艦將迎來下一次重大突破。

在去年11月的飛行測試後，馬斯克在社交媒體X上表示，公司可能會在下週任務之後的下一次飛行測試中嘗試讓星艦返回發射場。若要實現這一目標，星艦需要完成至少一次完整的地球軌道飛行。

馬斯克寫道：“我們會再進行一次海上濺落。如果這次一切順利，SpaceX將嘗試用發射塔捕獲星艦。”（辰辰）