星舰第六次试飞，点火升空 | SpaceX
北京时间今晨6点整，美国太空探索技术公司（SpaceX）研发的、代号为“ 星舰 ”的重型运载火箭，在得克萨斯的“星际基地”（StarBase）发射场进行了 第6次试验性发射 。
星舰是SpaceX正在研制的一款 可完全重复使用的重型火箭 ，起飞重量超越当年的阿波罗登月火箭——土星五号。
这是今年星舰的第4次试射，也是 初代星舰的谢幕演出 。距离上次成功进行“筷子夹火箭”的第5次星舰发射，时隔仅1个月。
即使放在人类航天最疯狂的冷战时期，如此重型的火箭一月一发，这样的频率都是难以想象的。
而SpaceX高管更是放出豪言—— 明年将发射 数量提升至 25发 ，即半个月一发。甚至，“未来 4年内发射400发星舰 也不足为奇”。
星舰S31和超重B13在进行推进剂加注测试 | SpaceX
承上启下，V1星舰谢幕发射
第6次发射的星舰组合体，作为一级火箭的 超重型助推器 代号为，作为二级火箭的 星舰飞船 代号则为。后者是SpaceX规划中现役V1版星舰的最后一发，S32被取消，下一发S33将会迎来星舰的“V2大改款”。
星舰S31前翼面后方的香蕉涂装 | SpaceX
因此，第6次发射的飞行流程整体继承自第5次发射，仍然是一级发射台筷子回收，二级为跨大气层亚轨道，在印度洋无人海域反推软着陆于海面之上。
由于一级的发射和回收已相对成熟，为攻克未来难度更高的二级回收，更好地收集二级再入大气层和调姿、反推、着陆过程的数据，也使预先设置的浮标可以更好拍摄直播画面，SpaceX特意 调整了发射时间 ，从前几次的日出时分调整到了日落之前， 使二级再入的预定落区仍处于白天 ，有充足的光照。
在今天的发射中，一级火箭成功点火，33台猛禽发动机全部点燃，正常工作，并完成了全部的升空燃烧过程。
随后，在一级火箭关闭大部分发动机（留了3台）后，星舰飞船成功点燃了6台猛禽发动机，并完成了一二级的分离。
一二级热分离 | SpaceX
分离后，一级火箭通过一系列操作，包括翻转机动和返场推进，朝发射塔方向飞回。不久，顺利抛掉热分离环。
按照原计划，一级火箭应该像上次发射一样飞回发射塔，被“大筷子”当空架住回收。据马斯克爆料，此次一级火箭回收速度更快，难度也更高。
上一次星舰试飞中，一级火箭返回发射塔回收 | Elon Musk
为防止回收失败+炸平发射台这种“两败俱伤”的结局，SpaceX仍采用了跟上一次类似的流程：一级火箭在返回过程中，系统会不断检查发射台和火箭状态。 只有当状态良好，且发射人员手动下达回收指令时，一级火箭才会飞回发射台尝试捕获回收 。一旦火箭异常，比如栅格舵卡涩，推进剂泄露，或者是着陆安全区闯入人员时，火箭将调整姿态，改在墨西哥湾的海面上软着陆。
今天的发射大概就出现了这样的意外。一二级分离后不久，飞控团队发出指令取消一级回收。升空后约7分钟，一级火箭飞回墨西哥湾上空，成功进行了着陆燃料减速之后，缓缓在墨西哥湾海上软着陆成功。
星舰一级海上软着陆 | NSF
一级火箭落海后爆炸腾起的巨大火球 | Gavin R.
星舰入轨的必修课——在轨点火
在一级火箭海上软着陆的同时，本次发射的二级火箭，也就是星舰S31，在6台猛禽发动机的推进下也顺利进入太空，继续执行预定测试任务。
有趣的是，此次星舰的载荷舱内携带了一位特殊的“乘客”——一根香蕉，用作所谓的“零重力指示器”。
星舰二级滑行过程中，香蕉在舱内飘浮 | SpaceX
本次发射不仅“承上”，为了更好地“启下”，还重新恢复了第3次试飞中未能成功实施的重要试验—— 发动机在轨点火 试验，从而为后续V2星舰的真正入轨发射打下基础。
在2024年3月的星舰第3次发射中，星舰二级进行完推进剂转移试验后，姿态失稳开始旋转，SpaceX研发团队保险起见，被迫取消了在轨点火试验。在此后的第4和第5次试飞中，该试飞项目也并未进行。换句话说， 在今天的试飞之前，SpaceX并未向美国联邦航空局证明，星舰具备入轨后可靠离轨的能力。
假设在未证明有能力可靠离轨的前提下，监管机构就允许星舰进行轨道发射，一旦入轨后准备返回地球时离轨点火失败，又或者像第3次试飞那样姿态失控开始翻滚，那星舰就有可能滞留太空，变成 人类航天史上最大的单体太空废品 。如此，后果将不堪设想。
等自然轨道衰减，那是万万不能的，因为如此一来，落点完全不可控，存在砸到有人区的极端风险。毕竟这是一个50米高、直径9米、重100多吨、半身铺满隔热瓦、且主体采用熔点高达1400度不锈钢制成的庞然大物。
那在轨道上引爆自毁呢？也不可行。目前这种跨大气层亚轨道试飞，可以随时引爆自毁，因为碎片马上就会再入大气层烧毁，哪怕有烧不完的残骸，也会落入无人海域。但入轨的星舰就完全不同了，引爆后会产生在轨碎片云，继续在轨道上运行并扩散开来，严重威胁近地轨道安全。
正因为如此， 星舰必须先完成在轨点火试验，然后才有可能获得许可，真正尝试入轨发射 。
运载火箭末级或上面级的在轨点火和滑行段推进剂管理，一直是火箭研发的难点之一。回顾历史，即使是进入成熟期的火箭，在轨点火失败导致发射功败垂成的例子也比比皆是。这是因为发动机一次关机后，滑行期间推进剂处于失重漂浮状态，残余推进剂随机分布在贮箱中。在轨时如何抑制低温推进剂沸腾和蒸发损耗，点火前如何使推进剂可靠沉底以防止发动机吸入气体，如何进行管路吹除和预冷，都是关键的挑战。
猎鹰9火箭二级在轨滑行时贮箱内推进剂漂浮的情况 | SpaceX
在今天的试飞中，升空后大约38分钟，在太空滑行的星舰S31 成功实施了首次在轨点火 ， 证明星舰 不仅“入得了轨”，也能“ 离得了轨 ”。这一看似不起眼的试验，给未来星舰入轨发射打下了基础。
星舰S31完成首次在轨点火 | SpaceX
考虑到后续星舰还要在轨加注，要载人登月，要在月面动力着陆和起飞，这些任务都需要猛禽发动机能够可靠地在轨点火。今天首次在轨点火成功，算是给星舰的未来开了个好头。
拆掉隔热瓦，挑战极限再入
发射后大约47分钟，星舰S31在印度洋上空再入大气层。而此次的再入过程，相比前几次试飞，可以说是更为“凶险”。
再入大气层的星舰S31，被漂亮的等离子体包裹 | SpaceX
目前的星舰仍在迭代完善，因此多见的是针对弱点的“补强”和“加法”，然而本次发射中，基于此前星舰飞船3次再入的经验数据，SpaceX已经开始做减法了。
经过评估，星舰迎风面边缘的热流密度并无此前估计或仿真模拟的那么高，因此SpaceX选择 拆除了星舰S31两侧的部分隔热瓦 ，只用不锈钢贮箱壁硬扛。这些位置未来也可能用于设置二级的返回捕获点。
加之S31本身就是初代星舰的尾货，没有载荷，打完拉倒，所以团队决定“浪一把”——如果成功，就能有效减重；即使翻车，倒也并无损失。
S31隔热瓦拆除前后对比
事实上，在第5次发射中，星舰S30曾用局部的铝制瓦片（或许不能称之为隔热瓦）代替边缘附近的标准隔热瓦。而铝的熔点（660℃）正好接近不锈钢强度大幅降低的温度。以304不锈钢为例，超过700℃后，其抗拉强度和屈服强度会迅速下降40%左右，该温度下若无隔热瓦保护，贮箱将存在结构解体风险。这些替代性的铝制“牺牲”测试瓦片，可能给了SpaceX拆除隔热瓦的勇气和信心。
目前，星舰二级采用约18000块六角形隔热瓦，二级箭体表面温度最高约为1400摄氏度，再入时的高温分布并不均匀，这与航天飞机时代近似。相对航天飞机采用的多种异形隔热瓦，星舰除翼面转角和头锥等部分外， 采用了尺寸统一的六角形隔热瓦 ，每片隔热瓦下有三个固定点，中间夹胶，底层挂网。统一尺寸的隔热瓦减少了生产和维护压力。
星舰S31局部布置了一些特殊隔热瓦进行测试 | StarshipGazer
此前发射中，隔热瓦虽然整体耐受住了大气层的考验，但脱落、破碎仍难以避免，尤其是翼面转轴处的设计明显需要改进。因此第6次发射前，SpaceX再次对S31的 热防护系统 进行了 全面返工 ，用新一代隔热瓦、备用烧蚀层替换了整个二级的热防护系统，并对翼面转轴处的防热和密封进行了额外补强。
星舰首次在白天再入地球大气层 | SpaceX
与拆除隔热瓦类似，本次星舰二级还在再入的最后阶段 刻意以更高迎角飞行 ， 尝试 4个翼面对星舰姿态控制的 极限能力 ，以获得未来再入和着陆的飞行包线。
所谓飞行包线，简单来说就是安全飞行的界限——只要在这个区域内，飞行就是安全的，而超出范围则可能会有危险。
这一过程与战斗机为绘制飞行包线而进行的极限试飞类似，但好在星舰是无人试飞，无需考虑试飞员的安全性，甚至 连星舰本身也不用考虑 ，毕竟这是初代星舰“清库存”的最后一飞。
从实际发射情况来看，这些改进措施是基本有效的。星舰S31又一次杠过了再入大气层，但是否能实现免维护再次发射，还要等V2版的新翼面投用并实现二级回收才能全面评估。
星舰S31落海前的翻转机动和着陆燃烧 | SpaceX
飞行约1小时05分钟后，星舰S31成功完成了落水前翻转机动和着陆燃烧， 首次在 光天化日之下 ，通过直播画面清晰展示了星舰 在印度洋上精准而又优雅海上软着陆 的全过程。
星舰S31完成海上软着陆 | SpaceX
就连SpaceX直播间里的主播都连声惊叹，星舰S31的这一飞超出了预期——“我们移除了超过2100片隔热瓦，用的是较早一代的热防护层，前翼面鼻锥侧有缺失，还飞了一次非常陡峭的飞行剖面来测试尾部襟翼，没人预料到星舰飞船能撑下来”。
看起来，今天的极限测试还是不够极限，保守了。
星舰S31前翼面的前端，再入时还是被烧红了——这个问题要留给二代星舰来解决了。| SpaceX
2025：V2首飞、带载入轨、在轨加注
本次之后，星舰发射可能要陷入一段沉寂，因为下一次发射，即 第7次发射，将是新版V2星舰S33的首飞 ，拥有多处设计改进，需要更长的时间进行测试和准备：
星舰V1版和V2版的对比，前翼面变小、前移且向背风面移动 | StarshipGazer
有媒体拍到厂房内机械臂已经开始用于隔热瓦的敷贴 | NasaSpaceFlight
B13推出时，厂房内清晰可见B14和B15两枚一级 | SpaceX
因此，对于V2版星舰来说，虽有V1版6次试飞打底，看似成竹在胸，但测试压力丝毫不减。
第6次发射刚刚结束，后续第7次星舰发射所使用的 S33早已制造完毕 ，正在测试场开展一系列测试，近期已经安装了相对成熟的二代猛禽发动机。
SpaceX宣称V2版星舰运载能力为 复用状态不低于100吨 ，也坐实了目前V1版星舰结构超重导致运力水平低下的传闻。有媒体称，V1版星舰实际运力可能仅有50吨左右。
网友制作的星舰在轨加注对接图，用了汤姆和杰瑞的梗 | X.com
明年25发星舰，后年自费探火星
SpaceX不仅放话，明年要进行高达25次星舰发射，更规划在2026年执行 基于星舰的无人火星探测任务 。
这次任务是相对务实的。按照目前进度，在两年时间准备一次无人火星任务是可行的。此外，由于大概率是近乎空船着陆火星，所需 在轨加注次数 也不是很多， 可能仅需5次 左右，甚至更少。
但也要看到，此次任务的技术挑战非常艰巨，需要突破或验证在轨加注、深空长期在轨、火星大气EDL等技术。
SpaceX在模拟的火星大气环境中测试星舰隔热瓦 | SpaceX
这次火星任务其实并非临时起意，而是SpaceX“蓄谋已久”。
早在星舰官宣之前，重型猎鹰刚完成首飞的时代，SpaceX就曾规划过一个“红龙”任务——自费将改造的龙飞船发射至火星表面，然后利用龙飞船的反推着陆功能降落火星表面。
当时SpaceX曾将该方案提交给喷气推进实验室，拟作为“火星采样返回任务”方案一部分。最后因为星舰迅速上马，加上龙飞船反推着陆取消，该项目只得作罢。
现如今随着星舰的成熟，这一计划重装上阵。
双塔齐备 | RGV航拍
为实现这次任务，星舰必须突破大规模推进剂在轨转移技术，势必需要第二座轨道发射台进行周转和交替发射。
SpaceX第二座发射塔已基本竣工，配套的发射台又做出了新的改进。第二座发射台上，“水冷钢板”可能会用“水冷导流槽”替代，发射台上的固定点火机构可能又将重新集成进火箭当中。
用于第二座星舰发射台的主要承力构件正在组装，考虑到未来V3版星舰将在这座发射台起飞，起飞推力将高达万吨。
组装中的第二座发射台部件 | NasaSpaceFlight
2025年，星舰将正式成为一款实用化的火箭 ，承担起单星超过1吨重的二代星链部署任务，从一个吞金巨兽项目逐步成为SpaceX的又一款中流砥柱。
未来的星舰登月舱和星舰加油机在太空对接的效果图 | SpaceX
同时，星舰还需要挑战难度更高的二级回收，并在此基础上挑战大规模低温推进剂在轨加注这一高难项目。这不仅是NASA设定的重要里程碑节点，更是 星舰登月和登火的“必修课” 。
SpaceX宣称，2025年计划进行高达25次星舰发射，作为一款起飞推力超过7000吨，运力超过100吨的重型火箭，这样的发射数量将超过人类此前发射过的所有重型火箭之总和。
或许重型火箭的新时代，就将从下一次星舰发射开始。
让我们拭目以待。
作者：跆拳道大灰狼
编辑：Steed
一个AI
懂王特朗普也去现场看了今天的发射，莫非一级不回收是怕炸到他？
