一枚火箭发射升空,将卫星送入轨道。完成任务后,火箭的下半截飞回发射场,被塔上的机械臂稳稳夹住。几小时后,上半截也从太空返回,同样被机械臂接住。11月13日,SpaceX计划实现这一目标。

SpaceX要把火箭发射的两级都接回来

这是星舰第15次试飞,目标是回收火箭的两个主要部分:超重助推器和星舰飞船。目前,SpaceX已经成功回收了许多助推器,但尚未尝试过回收飞船。如果成功,这将是人类首次完整回收一枚轨道级火箭的两个主要部分。

SpaceX要把火箭发射的两级都接回来 迈向完全可复用

传统火箭基本上是一次性用品,点火、升空、完成任务后要么掉入海中,要么在大气层中燃烧殆尽。下次需要时再制造新的火箭。SpaceX通过猎鹰9号改变了这一点,使火箭的第一级可以飞回来并重复使用,从而降低了成本。然而,星舰比猎鹰9号多了一个飞船部分,它需要进入轨道执行任务后再自行返回。

目前,星舰的回收进度只完成了一半。助推器的回收技术已经成熟,但飞船每次任务结束后仍会报废。飞船是整枚火箭中最昂贵的部分之一,承受着巨大的推力、高温以及复杂的任务需求。如果飞船每次用完就废弃,星舰本质上还是“半一次性”的火箭,运输成本无法真正降低。

双重捕获决定星舰能否从“部分可复用”变成“完全可复用”。行业分析认为,如果两级都能回收,星舰的入轨成本有望降至每公斤100美元💵以下。相比之下,传统火箭的入轨成本通常为每公斤几千到上万美元💵。当成本降到100美元💵时,许多过去不可能的事情变得现实,例如大量设备、服务器和太阳能板的部署,建设太空基础设施。

为此,SpaceX已向德国设备商SINGULUS订购了太阳能电池产线,用于生产Starmind人工智能卫星。马斯克计划首批Starmind卫星于2027年第三季度发射,并在2028年形成可观规模,2029年大规模部署。如果飞船不能回收,Starmind的部署成本将受到限制,双回收是这套计划能否成立的前提。

快速复用不仅能降低成本,还能提高发射频率。星舰的目标是像飞机一样频繁飞行。如果助推器和飞船都能回收并迅速再次发射,发射频次可以从几个月一次提升到几周一次。这对Starlink V3卫星的部署尤为重要,因为这些卫星更大、更重,需要星舰的运力才能批量送入轨道。高频次的发射将加速V3星座的成型,提升星链网络能力。

这次试飞的难点在于飞船的回收。飞船需要在约275公里的高度绕地球飞行14圈,超过22小时,然后重新进入大气层。再入时要承受极高的温度和气动压力,之后翻转成垂直姿态,点火减速,精准落入机械臂的怀抱。任何一个环节出现偏差都会导致捕获失败。如果条件不满足,飞船将按备选方案在海上安全返回。

即使成功捕获,也只是第一步。真正的挑战在于回收后的周转效率。只有检查、维护和加注燃料的流程被压缩到足够短,火箭才能像飞机一样反复出勤。这也是SpaceX选择直接接回发射塔的原因之一,这样可以省去从着陆点运回基地的环节,缩短回收和再次发射的物理距离。

11月13日的第15次试飞是实现完全可复用火箭的关键一步。如果两个部分都能被同一座塔接住,这项技术将从概念变为工程上可复现的能力,进一步压缩成本并提高发射频率。即便成功,也只是第一步,真正决定这项技术价值的是飞船能否很快再次飞向太空。