出品 | 网易智能
作者 | 小小
编辑 | 王凤枝
SpaceX终于等来了这一刻：星舰第一次带着真正的商业卫星上天。。。。。
履历了一次发射中止和天气推迟后，，SpaceX的星舰第13次试飞（Flight 13）于北京时间7月25日早上6点51分乐成发射，，并完成了所有焦点测试目的。。。。。
这一次没有加新目的，，只补上次没做完的两件事：超重型助推器在海上乐成软着陆，，没有再失控爆炸；；飞船的发念头在太空乐成重启，，补上了清静返航的要害一课。。。。。
而最要害的是，，它的货舱里不再装着死沉的铁块，，20颗具备完整功效的下一代星链V3卫星被首次送入了太空。。。。。
对SpaceX而言，，这不是一次通俗的试飞。。。。。
它标记着星舰正从“能飞起来的巨型试验品”，，向“可以重复使用、真正赚钱的太空运输系统”蜕变。。。。。
01一枚迈向通例发射节奏的火箭
执行本次使命的是超重型助推器Booster 20（Super Heavy v3）和上级飞船Ship 40（Starship v3)，，均属星舰V3版本。。。。。
与此前测试的V2型号相比，，V3的箭体更高，，推力也大幅提升。。。。。超重型助推器高72.3米，，直径9米，，底部装置33台猛禽发念头，，腾飞推力80800千牛顿。。。。。飞船高52.1米，，直径同为9米，，配备6台发念头，，推力15700千牛顿。。。。。
二者组合后总高度124米，，是现在人类制作的最大运载火箭。。。。。
V3版本不但是尺寸和推力的简朴放大，，更在多个系统上举行了深度升级。。。。。航空电子装备经由重新设计以镌汰质量并增添发射容量，，推进剂箱容积显著扩大，，同时还配备了用于在航天器之间传输推进剂的专用装备。。。。。
这些刷新是星舰未来执行深空使命和轨道加油的基础，，无论是飞往月球照旧火星，，都离不开V3平台提供的运力支持。。。。。与V2相比，，这一代星舰横跨约3米，，但通过结构优化和质料升级，，整体干重并未成比例增添，，反而在有用载荷能力上实现了显着跃升。。。。。
发射前的测试流程推进得相当紧凑，，且每一步都按妄想完成，，没有泛起重复。。。。。
Ship 40的堆叠事情于2026年3月2日完成，，6月下旬完成低温测试，，7月1日完成6台发念头静态焚烧。。。。。
Booster 20于6月5日运抵梅西测试场，，越日完成低温测试，，7月9日转运至发射场，，7月10日完成33台发念头静态焚烧，，一连约25秒，，所有参数正常。。。。。
这也是第二个抵达星基地发射台举行测试的V3版本助推器，，它的顺遂焚烧意味着V3助推器的测试流程正在走向成熟。。。。。
地面系统的效率同步提升。。。。。本次加注流程显着提速，，推进剂加注总耗时35分20秒，，较Flight 12缩短了约1分23秒，，反映出地面团队正将这套巨型系统的发射准备推向更高效的通例化节奏。。。。。
发射升空后，，火箭沿妄想的亚轨道轨迹航行，，但上升段特意安排了更激进的测试。。。。。
SpaceX在本次使命中自动增添了航行压力测试。。。。。相比上一次使命，，星舰遭受了更高的气动力情形，，用更靠近真实商业使命的方式验证结构可靠性。。。。。
为此，，飞船上级也做了响应准备，，后续将提到的载荷感应隔热瓦，，正是为在这一阶段收罗要害数据而安排的。。。。。
航行后半程，，助推器在级间疏散后顺遂完成翻转、回推焚烧与着陆焚烧，，最终在美国湾实现海上软着陆；；飞船则继续飞向印度洋，，完成受控再入和翻转无邪后，，在预定海域溅落。。。。。
SpaceX在网络直播中全程果真了这一历程，，从疏散到着陆的每个节点，，均有清晰的遥测数据支持。。。。。
02货舱里不再是铁块，，是能上网的卫星
本次航行最显著的转变，，爆发在货舱内部。。。。。
此前12次试飞，，星舰安排的全是“质量模拟器”吗，，说白了就是和真卫星重量相仿的金属块，，唯一的作用是验证货舱门能不可正常翻开、“派送器”能不可把卫星推出去。。。。。
Flight 12往前迈了一小步，，携带了两颗改装的星链V2迷你卫星举行拍摄测试，，但它们实质上仍是测试品，，不具备完整的通讯功效。。。。。
Flight 13彻底突破了时势。。。。。20颗具备完整功效的V3星链卫星被装入货舱，，随星舰进入太空。。。。。
星链V3是SpaceX专为星舰运力设计的下一代宽带卫星。。。。。与现在猎鹰9号批量发射的V2迷你卫星相比，，V3在单星容量、通讯带宽和激光链路能力上都有大幅提升。。。。。
凭证SpaceX的妄想，，这张卫星网络的最终形态将包括多达10万颗V3卫星，，在低地球轨道构建一个前所未有的全球宽带网络。。。。。
这两代卫星的安排效率差别，，不是几倍，，而是数目级。。。。。
据果真资料显示，，猎鹰9号每次发射V2星链卫星，，约莫能为整个网络增添2.6 Tbps的容量。。。。。而星舰一旦搭配满载的V3卫星投入运营，，单次发射就能将网络容量直接提升60 Tbps。。。。。
虽然，，Flight 13这20颗只是测试品，，20分钟后就销毁了；；真正的60 Tbps要等星舰投入通例轨道运营。。。。。
这正是SpaceX云云迫切地推进星舰入轨的原因：只有星舰能装下V3卫星，，也只有星舰能把单次发射的本钱打到足够低，，让这张由十万颗卫星组成的巨型网络在经济上建设。。。。。
由于本次仍是亚轨道航行，，这20颗卫星并未进入围绕地球的稳固轨道，，而是沿一条抛物线航行。。。。。安排时间被设定在升空后16分40秒，，派送器通过飞船侧面启齿，，以滑轮和缆绳机构将卫星逐一弹出。。。。。这个弹出历程自己就是测试的要害环节。。。。。V3卫星的尺寸和重量都与之前的模拟器差别，，派送机构需要在真实载荷上验证可靠性。。。。。
卫星脱离星舰后随即睁开太阳能阵列和天线，，最先进入事情状态。。。。。它们实验通过高容量激光链路，，与南非设立的地面站以及轨道上正在运行的更大的星链星座建设毗连。。。。。这是一次真正的“太空握手”，，若是链路建设乐成，，就能证实V3卫星在通讯协媾和激光瞄准系统上与现有网络完全兼容。。。。。
由于与星舰共享相同的亚轨道轨迹，，这20颗卫星在安排约20分钟后便随飞船一同再入地球大气层，，所有焚毁。。。。。它们的生命虽然只有短短20分钟，，但在这段时间里完成的使命量并不少。。。。。太阳能阵列睁开、天线安排、激光瞄准、链路建设、数据传输，，这些环节都获得了现实验证。。。。。
关于SpaceX的工程师来说，，这20分钟的航行数据，，比地面模拟几个月的价值还要高。。。。。
03逐一解决历史遗留问题
Flight 13的使命目的与Flight 12高度重合，，实质上是针对上次未完成指标的集中修补。。。。。
第一个遗留问题出在助推器的级间疏散环节。。。。。在Flight 12中，，飞船发念头启动时序泛起细微差别，，导致助推器在翻转无邪时偏转了约90度。。。。。在热疏散和级间疏散历程中，，偏向一旦偏了，，后续的回推焚烧就无法按预定轨迹执行。。。。。
紧接着，，助推器33台猛禽发念头中有5台在实验重新焚烧时泛起异常，，焚烧历程提前终止。。。。。助推器随后滑翔下降，，实验举行着陆焚烧，，但最终在触及水面之前爆炸。。。。。
FAA的事故视察报告接受了SpaceX对助推器异常两个最可能基础原因的评估：上升历程中推进系统部件受热影响，，以及过失的发念头报警系统设置。。。。。FAA据此批准了四项纠正步伐。。。。。
针对这一连串问题，，SpaceX在本次使命中对Booster 20举行了多项硬件修改，，目的是提升猛禽发念头在航行中重新焚烧的可靠性。。。。。与此同时，，发念头报警和中止逻辑也举行了更新，，使系统能更好地顺应多发念头同时势情的重大情形。。。。。
在飞船一侧，，发念头的启动顺序被重新调解，，增添了时间裕度，，让翻转偏向的控制越发稳健。。。。。从Flight 13的执行效果来看，，这些修正步伐取得了预期效果，，助推器顺遂完成了回推焚烧和海上软着陆，，没有重演上次的偏转和焚烧失败。。。。。
第二个遗留问题出在飞船上面级。。。。。Flight 12在级间疏散后约40秒，，三台真空优化猛禽发念头中的一台突然失效。。。。。只管飞船依附剩余发念头的推力最终抵达预定亚轨道轨迹，，展示了发念头关闭能力，，但这次失效的直接效果是后续的太空发念头重新焚烧测试被迫作废。。。。。
发念头太空重新焚烧能力直接关系星舰能否从轨道清静返回，，若此项不达标，，入轨后可能面临失控风险，，对公共清静组成威胁。。。。。
SpaceX确认上次失效由多个关联原因造成，，并在Flight 13前实验了多项硬件与操作修改，，同时妄想在后续猛禽版本中一连推进可靠性刷新。。。。。本次航行中，，发念头按妄想在太空重新焚烧，，此项要害测试顺遂通过。。。。。
在羁系层面，，美国联邦航空治理局（FAA）于7月13日正式竣事对Flight 12的事故视察，，接受SpaceX提交的纠正步伐方案，，为Flight 13扫清障碍，，也为后续更高频次的发射提供了制度包管。。。。。
04四万块瓦片的最终难题，，让卫星当“医生”
关于星舰来说，，真正难的不是飞上天，，而是回来还能继续飞。。。。。
而隔热罩，，就是星舰项目自启动以来最难愈合的“旧伤”。。。。。
每次航行，，这层笼罩了飞船半个机身的玄色陶瓷瓦片都会泛起差别水平的脱落，，而SpaceX的目的却是让星舰在不做大修的情形下直接增补推进剂再次腾飞。。。。。四万块瓦片和“快速重复使用”之间的矛盾，，是这个项目绕不过去的坎。。。。。
Flight 13没有回避这个问题，，而是从天上和地面两个维度同时脱手，，对隔热罩做了一次迄今为止最麋集的集中测试。。。。。
隔热罩的贫困在于，，它必需同时应付两个截然差别的阶段。。。。。
上升段，，火箭遭受着越来越大的动压，，气流像刀子一样刮过箭体外貌，，隔热瓦稍有松动就会被撕下来。。。。。再入段，，飞船以极高速率扎进大气层，，摩擦爆发的热量足以熔化大大都金属，，隔热瓦不但要自己扛住，，还得；；に篮蟮牟恍飧只聿槐簧沾。。。。。
Flight 13在这两个阶段都安排了针对性的实验。。。。。
在上升段，，SpaceX有意让火箭遭受更高动压，，以换取更大有用载荷入轨能力，，价钱是隔热瓦应力增添、脱落风险上升。。。。。
工程师因此在多处举行针对性安排：尾部襟翼金属侧面装置多块隔热瓦，，尾部裙段隔热罩接纳修改后的瓦片和附着机构以网络差别方案的航行数据，，整个隔热罩还安排了载荷感应隔热瓦，，实时丈量上升段受力情形。。。。。
Ship 40的外观也因此有了一些可见的转变，，液氧箱两侧新增了一对定向透风口，，部分区域的隔热罩笼罩面积有所增添，，这些调解都是基于前一再航行的数据做出的。。。。。
地面测完了上升段的抗压能力，，接下来要解决的是检测问题。。。。。
隔热罩在再入历程中有没有受损、掉了几多瓦、哪些位置最严重，，这些信息若是等飞船落地再去检查，，就太晚了。。。。。SpaceX需要一种手段，，在飞船还在天上时就能完成损伤评估。。。。。
于是，，在20颗V3卫星中，，有6颗被赋予了特殊的侦探使命。。。。。它们搭载了摄像头系统，，脱离星舰后调解姿态，，将镜头瞄准隔热罩举行扫描拍摄，，图像实时传回地面。。。。。
为了让检测有明确的视察目的，，工程师事先将数块隔热瓦涂成白色，，模拟缺失或破损状态。。。。。在玄色的隔热罩配景上，，白色瓦片是极为显眼的目的，，若是摄像头能准确识别其位置和状态，，就证实这套远程检测系统具备现实应用能力。。。。。
这个思绪在Flight 12上做过一次小规模预演，，其时两颗经改装的星链V2迷你卫星携带摄像头和闪光灯升空，，在黑漆黑拍回了飞船的外部轮廓，，起源验证了近距成像的可行性。。。。。
Flight 13将侦探卫星数目增添到6颗，，拍摄使命也从纯粹的轮廓捕获升级为有针对性的扫描。。。。。这套流程与航天飞机时代的交会俯仰无邪有相通之处，，航天飞机对接空间站前会做一次翻转，，让宇航员用长焦镜头检查机腹隔热瓦。。。。。
区别在于，，星舰上没有宇航员，，也没有空间站可供对接，，检测使命只能交给自家的星链卫星。。。。。把检测工具集成到卫星上，，即是将清静检查嵌入到了每次发射使命的标准流程里。。。。。
这些麋集实验的背后，，是一个被SpaceX首创人埃隆·马斯克（Elon Musk）重复提及的焦点难题。。。。。星舰虽已多次从太空返回并海上软着陆，，但每次均有大宗隔热瓦脱落，，若不举行大面积检查替换，，飞船无法再次腾飞。。。。。
而整个隔热罩由约莫40000块六角形陶瓷隔热瓦组成，，逐一排查的本钱和时间将直接吞噬“快速重复使用”的所有盈利。。。。。马斯克直言：若是目的是让星舰着陆后增补推进剂就能再次航行，，就不可沿用这种对四万块瓦片逐一维护的模式。。。。。
Flight 13上的实验正是为了找到一条出路。。。。。从上升段的抗压测试，，到太空中的远程成像，，再赴任别附着方案的数据比照，，三个偏向同步推进，，配合指向一个目的：让隔热瓦足够可靠，，无需大修就能重复使用。。。。。
这条路现在还没有走通，，但每一次航行都在积累更靠近谜底的数据。。。。。
05从亚轨道到轨道：距离还剩多远
Flight 13的顺遂收官，，为亚轨道测试阶段画上阶段性句号。。。。。
SpaceX总裁兼首席运营官格温·肖特维尔（Gwynne Shotwell）6月接受采访时体现，，若本次使命体现切合预期，，公司可能在Flight 14实验真正的轨道发射。。。。。多家行业媒体也做出类似判断，，以为Flight 13是轨道发射前的最后一次周全演练。。。。。
进入轨道之后，，星舰面临的手艺挑战会上升整整一个量级。。。。。在轨安排真正的商业载荷、演示推进剂在轨转移、让飞船从轨道清静返回并被星基地发射塔的“筷子”机械臂精准捕获，，这几项使命此前全都没有在星舰上完成过验证，，每一项都是“第一次”。。。。。而这些使命又细密牵连着两个相互交织的大偏向。。。。。
第一个偏向是SpaceX自身的商业逻辑。。。。。
星舰设计的焦点目的之一，，就是取代现有的猎鹰系列火箭来发射星链卫星，，把单次发射的本钱降下来。。。。。猎鹰9号火箭现在已经做到了第一级助推器的重复使用，，并且复用次数一直刷新纪录。。。。。就在不久之前，，SpaceX航行次数最多的猎鹰9号助推器刚刚完成了它的第36次发射和着陆。。。。。
但猎鹰9号火箭的第二级每次都是全新制造的，，且运力有限。。。。。若是星舰能够实现两级的周全接纳复用，，再配合V3星链卫星的大容量优势，，星链网络的铺设效率将泛起质变。。。。。
SpaceX在之前的测试中已经乐成捕获过一再V2版本的超重型助推器，，并将其中两个接纳的助推器用于了后续使命，，证实晰助推器复用的可行性。。。。。但飞船上面级的接纳至今没有实验过，，原因在于飞船的返回方式与助推器完全差别。。。。。
超重型助推器的返回路径与猎鹰9号火箭第一级很是相似，，都是笔直下降、发念头反推、最后悬停着陆。。。。。虽然超重型助推器没有猎鹰9号火箭那样的着陆腿，，而是靠发射塔的筷子臂在空中接住，，但基本的控制逻辑是相通的。。。。。
飞船的返回则完全是另一回事。。。。。它必需以腹部朝下的姿态穿过大气层，，让笼罩了半个箭体的玄色隔热瓦遭受再入的极端高温。。。。？？ ？拷凡亢臀膊康慕笠砣险婵刂谱颂，，在自由落体的大部分时间里坚持箭体水平。。。。。等高度下降到靠近海平面时，，飞船再执行一个“翻转和焚烧”无邪，，把整个箭体从水平摆成笔直，，同时发念头焚烧反推，，实现软着陆。。。。。
这个下降剖面在某种水平上与航天飞机有相似之处，，但现实着陆方式有着根天性的差别。。。。。飞船的接纳难度远高于助推器，，这也是SpaceX迟迟没有实验在星基地捕获飞船的原因。。。。。Flight 13上对隔热罩的麋集测试，，以及用星链卫星举行远程成像的实验，，都是在为飞船接纳做手艺储备。。。。。
第二个偏向是NASA的月球时间表，，这个偏向的时间压力更大。。。。。
星舰是阿尔忒弥斯妄想中肩负载人登月使命的两个着陆系统之一，，另一个是蓝色起源的蓝月亮着陆器。。。。。NASA已经签约星舰作为将宇航员送上月球外貌的正式运载工具，，并期望具备载人能力的版本能在2028年之前为阿尔忒弥斯四号使命做好准备。。。。。
凭证现在的妄想蹊径图，，一个配备了对接适配器的星舰V3样板将在2027年首先航行，，加入阿尔忒弥斯三号使命的准备事情。。。。。在这次使命中，，星舰将在低地球轨道与NASA“猎户座”飞船以及蓝色起源的蓝月亮着陆器举行交会对接演示。。。。。
机组职员不会进入星舰，，但两个航行器在对接状态下的软件交互和控制权切换将被周全测试。。。。。
NASA在7月中旬宣布的新闻稿中确认了详细的操作流程：当“猎户座”与蓝月亮测试着陆器对接时，，猎户座飞船的软件将认真控制对接后的航天器；；而在使命的第二部分，，控制权将移交给SpaceX的测试航行器。。。。。
这意味着两套由差别公司开发的系统，，需要在太空里完成一次无缝的控制权交接，，手艺重漂后和协调难度都不低。。。。。
而更要害的节点在2028年，，阿尔忒弥斯四号使命将真正把宇航员送到月球外貌。。。。。SpaceX方面希望在2026年内完成包括轨道发射、在轨对接和推进剂转移在内的所有要害手艺验证，，这个时间表不可谓不主要。。。。。
值得一提的是，，Flight 13也是星舰项目自SpaceX在纳斯达克上市以来的首次航行使命。。。。。这意味着公司的新投资者将亲近关注发射器和发射基础设施的现实体现，，由于SpaceX希望在2026年晚些时间就最先安排轨道有用载荷，，从研发测试转向商业运营的意图已经很是明确。。。。。
Flight 13没有让星舰进入轨道，，但它把"能飞"和"能重复使用、能赚钱"之间的距离，，又缩短了一步。。。。。
