等了三年多!马斯克的“星舰”终于开张,26颗卫星送达

  出品 | 网易智能

  作者 | 辰辰

  编辑 | 王凤枝

  星舰终于完成了第一趟入轨送货。

  9 月 28 日,SpaceX 的星舰在第 14 次试飞中首次进入地球轨道,并释放 26 颗新一代星链 V3 卫星。

  此前的试飞也到过太空、测试过卫星释放,但那些卫星很快就重返大气层。这一次送上去的 26 颗,将留在轨道上,完成设备检查和轨道抬升后,加入星链网络。

  新一代 V3 更大、更重,按星舰的运输方案设计。对 SpaceX 来说,这次成功部署卫星,为后续大批运送 V3、扩大星链容量开了个好头。

  试飞中仍然出现了发动机问题,原本约 10 小时的飞行,在 3 小时零 8 分钟后结束。SpaceX 在飞后说明中表示,团队出于谨慎,在完成卫星部署后提前返回,改在北太平洋溅落。

  一、少了一台发动机,还是决定入轨

  北京时间 9 月 28 日晚 8 点 49 分左右,美国得克萨斯州的星舰基地,超重型助推器的 33 台猛禽发动机点火,将总高 124 米的火箭推离发射台。

  两分多钟后,上面级飞船点燃发动机,与助推器分离,继续爬升。助推器则翻转,准备返回海面。这次试飞原本就不安排发射塔机械臂接住助推器,而是在海上测试返回和着陆动作。

  助推器的几个阶段都有发动机未按计划工作。SpaceX 的飞后总结写道,一台发动机在上升时关闭;返程点火时,计划启动的 33 台中点燃了 31 台;着陆点火时,13 台中点燃了 11 台。它最终在墨西哥湾完成溅落,着陆点火结束后,还触发了飞行终止系统,测试这套安全硬件。

  助推器返回时,上面级飞船也出了问题。

  飞船共有六台发动机,三台海平面版、三台真空版。上升过程中,一台真空版发动机提前关闭,剩余五台延长燃烧,补足损失的推力,先完成原定的亚轨道飞行段。

  能不能再向前一步,进入轨道,地面团队需要重新评估。《纽约时报》和 SpacePolicyOnline 记录了直播里的一次改口:解说员丹·胡特一度说星舰不会入轨,随后又表示,工程师还在讨论。

  后续入轨、离轨和着陆都要用到海平面版猛禽,团队确认剩下的这三台发动机正常后,才给出继续入轨的许可。

  起飞约 26 分钟后,一台发动机再次点火,燃烧约 19 秒,将飞船送入约 275 公里高的轨道。直播里传来“星舰入轨了”的宣布,SpaceX 团队响起欢呼。

  随后,载荷舱门打开。被称为“Pez 糖果盒”的释放装置,将卫星一颗颗送出。起飞约 34 分钟开始部署,到约 1 小时 05 分钟,26 颗全部释放完毕。其中三颗还带着摄像头,离开飞船后转过视角,拍摄星舰的防热罩。

  卫星送到了,飞船还有一段原定的绕地飞行没有完成。计划是绕地球六圈,再返回智利以西的南太平洋;考虑到上升时出现的发动机问题,团队选择提前离轨。北太平洋的备用溅落区已在发射前协调好,并非临时另找一片海面。

  飞船再次点火,离开轨道,穿过大气层。下降末段,三台海平面发动机重新启动,完成翻转和着陆点火,最终落在预定海域。海面随后升起火球,飞船没有被完整回收。

  

  二、26 颗卫星,为什么要等星舰来送

  过去,星链主要靠猎鹰 9 号一批批部署。如今网络里的在轨卫星已约有 1.1 万颗,但 SpaceX 想增加的,不只是卫星数量,还有每颗卫星能承接的数据量。

  V3 为此长大了一圈。据 Space.com 报道,单颗重量约两吨,这一代完整尺寸的卫星按星舰运输方案设计,不能沿用猎鹰 9 号的发射方式。

  星链公布的设计规格是,V3 单颗卫星的下行总容量达到每秒 1 太比特,上行为 160 吉比特,分别约为 V2 的 10 倍和 22 倍。这些容量由卫星服务的用户共享,不是给每个家庭提供每秒 1 太比特的网速。

  要把更大的容量分配出去,卫星还得同时照顾更多地面终端。V3 的相控阵天线支持 2048 个下行波束和 2048 个上行波束,而 V2 分别为 192 个和 144 个。SpaceX 表示,新芯片和天线可以调整不同区域的数据分配,适应用户密集程度不同的地方。

  卫星之间也要搬运数据。每颗 V3 配备六部 400 吉比特激光通信设备,用于星间连接;新太阳能阵列的发电量约为 V2 的两倍,为这些升级供电。

  按 SpaceX 公布的运输方案,一次星舰可携带约 60 颗 V3;公司预计,一次发射为星座增加的通信容量,约为一次猎鹰 9 号发射 V2 的 20 倍。第 14 次飞行装载的则是 26 颗。

  入轨后的这些卫星,已通过激光链路、地面站和用户终端建立联系。它们还要检查设备、抬升轨道,才会正式开始服务。过去试飞中释放的卫星很快重返大气层,这一批则开始进入星链的实际部署流程。

  据 CNBC 报道,截至今年第二季度,星链所在的连接业务已是 SpaceX 规模最大、也是唯一盈利的业务板块。8 月的财报电话会上,马斯克还提出,星链未来可能承载获准运营地区的大部分互联网流量。

  更远的设想是一个约 10 万颗 V3 卫星的星座。Space.com 按一次 60 颗估算,仅初始部署就要近 1700 次星舰发射。

  三、要撑起星链扩张,星舰还得反复飞

  对于这样规模的运输计划,造出一艘能入轨的飞船只是开头。SpaceX 希望把两级火箭都收回来,检修、加注,再次发射,减少每次任务需要新造的硬件。

  助推器已经走过了部分流程。2025 年 5 月的第九次试飞,用的就是此前飞过、并被发射塔接住的一枚超重型助推器。尚待完成的关键环节,是上面级飞船的回收和再次飞行,以及整套系统的快速周转。

  这次海上返回继续测试了发动机重启、再入和着陆,却没有留下可供下一次发射的完整飞船。在轨停留时间也短于计划,长时间运行的检验没能按原定时长完成。

  马斯克在X上庆祝“星舰首次轨道飞行成功”。NASA 局长贾里德·艾萨克曼也发文祝贺,并表示期待星舰任务成为常态。

  到场观看发射的 Benji Taylor 在X上写道:“太棒了!祝贺星舰团队。亲眼见证这一切,实在不可思议。”

  用户@PantslessMadman 却很难兴奋起来。他在评论中先写“终于”入轨了,接着抱怨发动机仍然出问题,任务也随之缩短。在他看来,第 14 次飞行“算不上失败,但也没多成功”,还不足以让他留下深刻印象。

  

  Nauj Seber 则写了一段长评论,质疑 SpaceX 不断抬高的预期。他认为,公司和马斯克总把火星、百吨级可复用载荷、像飞机一样的发射频率,以及极低的成本讲得近在眼前,仿佛再飞两次就能实现。公众记住了这些承诺,便拿它们衡量每一轮测试;即使这次已经入轨、释放 26 颗卫星并受控返回,仍会因为没有飞满全程而感到失望。

  对于这一级别的飞行器,他并不认为第 14 次试飞才入轨有什么可羞耻的。让他不满的是,反复推迟的日期和无休止的“明年”,让原型机的每一步进展听起来都像商业运营已经到来。当一次试飞只是很好、却没有创造奇迹时,进步也会被看成令人失望的结果。

  他最后写道:“星舰不需要今天就成为猎鹰 9 号。它需要停止被宣传得好像已经是了。”

  

  这些期待有具体的时间表作为背景。据 CNBC 梳理,马斯克曾将入轨和开始部署卫星的目标分别定在 2022 年和 2023 年,还提出到 2025 年底至少每两周发射一次。如今,入轨与长期卫星部署终于完成,发射频率和快速复用仍要继续追赶。

  这次送星链卫星的任务用不上太空加油。但如果把目的地从地球轨道改成月球,星舰还需要另一套运输安排。

  四、送卫星之外,还有 NASA 在等

  NASA 选中的星舰人类着陆系统,是为宇航员往返月球轨道和月面开发的型号。它到达地球轨道后,还要补充推进剂,才有足够的燃料继续前往月球。

  这需要其他星舰运来液氧和液甲烷,在太空中完成会合、对接与转移。登月船不能只等自己发射成功,加油船也必须按时到位。连续多次发射、低温推进剂的储存和传输,由此成为同一项任务里的几道工序。

  SpaceX 已经做过一个较小的试验:2024 年 3 月第三次试飞时,在同一艘星舰内部,将液氧从一个储箱转移到另一个储箱。NASA 的技术资料确认了这项成果,但两艘飞船之间的大规模转移仍待演示。船内倒罐积累的经验,要继续用于船与船之间的补给。

  在未来的载人登月任务中,宇航员将乘猎户座飞船升空,在月球轨道转入登月器。星舰因此还要验证与猎户座的对接,让乘员安全进入舱内;生命支持系统则要维持空气、温度等条件,供人在里面生活和工作。正式载人登月前,还将进行无人月面演示。

  NASA 目前把首次载人南极登月安排在 2028 年的阿尔忒弥斯 IV 任务。此前,2027 年的阿尔忒弥斯 III 将先留在地球轨道,测试猎户座与商业登月器的会合、对接及系统配合。

  按 NASA 公布的方案,猎户座将在完成与蓝色起源测试登月器的任务后,等待星舰测试船,两船计划连接约一天。

  在这次测试中,宇航员将留在猎户座内,不进入星舰。星舰测试船会在顶部加装对接系统,与猎户座头对头连接。对接后,由星舰控制组合后的飞行器,地面团队检查两船的软件、通信和运动控制能否配合。