北京时间3月14日21时25分左右，美国太空探索技术公司（Space X）的“星舰”重型火箭进行第三次试飞，火箭发射升空。21时40分，Space X创始人马斯克发文，向“星舰”团队表达祝贺，星舰“已达到环绕速度”。此前，SpaceX总裁马斯克预估第三次试飞成功的可能性为70%-80%。
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当晚位于德州博卡奇卡星舰基地轨道发射台，编号B10+S28这对星舰组合体开始星舰第三次跨大气层轨道测试飞行，磅礴而起，震天动地。预示着承载人类成为跨星球物种的未来太空运输系统再一次挑战不可能，将不可能变成可行任务。
星舰第三飞的闯关历程
“星舰”高约120米、直径约9米，是迄今体积最大、推力最强的运载火箭，属于可回收火箭。先来回顾一下它的前两次试飞：去年4月，在美国得克萨斯州首次试飞，升空不久就爆炸了。去年11月，第二次试飞，一、二级系统分离后不久，一级爆炸，几分钟后二级失联。显然，“星舰”的第三次试飞比前两次更加雄心勃勃、也更加复杂，这从它的试飞目标可见一斑。
第一个目标是“入轨”。“星舰”的二级飞船在第三次试飞中进入地球轨道233公里高度，这是前两次试飞没能实现的。
第二个目标与未来“重返月球”计划紧密相关。火箭升空后需要补给燃料，飞船顶部贮藏箱里的液氧甲烷燃料，能否在失重情况下顺利转移到发动机？此次试飞成功实现了这一关键目标，为将来落月在轨补给燃料作了技术准备。
第三个目标是检验发动机高空再启动技术。飞船要重返大气层，需要二次启动发动机，零下一百多摄氏度的液氧甲烷燃料能否顺利启动发动机至关重要。当飞船进入大气层，会因摩擦产生高温，为防止飞船被烧坏，第三次试飞还在船体上贴了1万多片防热瓦。
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发射前夕，SpaceX官网公布星舰第三飞的既定操作流程，从发射总监核准进入倒计时，一直到星舰飞船飞越半个地球、最终完成受控海上溅落，按计划全程耗时139分钟。而从星舰升空算起，一直到星舰海上溅落，按计划全程历时64分钟，且环环相扣。
星舰第三飞可谓一战成名，主要任务完成度80%以上，顺利拿下主要测试目标：再度平顺完成热分离、顺滑演示部署卫星能力、顺溜实现液氧转移加注、飞船进入再入阶段……只有超重型在着陆阶段和飞船再入点火阶段表现不佳，失掉20%。
本次发射与第二次发射相比，又进行了硬件、软件和发射流程等诸多方面的调整。主要有这几个方面的变化：
其一，星舰和助推火箭燃料的加注时间大大缩短，这得益于增设了更多的燃料泵和冷却器。
其二，发射台又进行了优化和调整，增强了隔热防护，大大缩短了发射间隔。
其三，星舰和助推火箭进行了17处重要升级，其中星舰部分升级较多，矢量喷口采用电驱动而不是液压驱动，使得引擎更加简洁，隔热瓦的位置和样式也做了改动，并增加了星链天线的数量。另外，载荷舱门可以进行打开演示，而不像上次的那样是焊死的。助推火箭的格栅舵进行了调整，内部燃料管道进行了优化，延长了返航时间等。
其四，在轨燃料输送试验。进入太空后，星舰头部小燃料箱里的燃料通过内部管道输送到主燃料箱里面，验证“太空加油”的可行性。
其五，预设的飞行时间发生了变化。上次的预设时间是90分钟，本次的预设飞行时间是65分钟。上次从墨西哥湾畔起飞后，预设的轨道几乎绕地球一圈降落到夏威夷附近的海域。
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这次的预设轨道是从墨西哥湾畔起飞后，只绕地球大半圈就降落在南印度洋上。之所以这样做，推测的原因是，南印度洋相对于夏威夷海域更加广阔，周围人烟更加稀少，能够降低事故风险。
这次轨道的远地点为235公里，近地点仅为50公里，显然还在大气层以内，目的就是为了让星舰完成任务后能够有能力“自主销毁”。
加快研制星舰进程的背后
“星舰”前两次试飞后，作为签约用户的美国航空航天局分别提出了60多个和10多个技术整改要求。
在第三次试飞中，“星舰”在65公里高度失联，原本计划在墨西哥湾软着陆的一级火箭结果硬着陆，二级火箭也没有实现在印度洋软着陆。作为大型可回收运载火箭，“星舰”在不到一年时间进行了三次入轨试验，不容易，技术进展也很快。“星舰”采用快速迭代的研制思路，即大量采用新技术，通过多次试飞来暴露问题、解决问题，从而加快研制进度。
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快速迭代的技术路线，意味着极高的成本，但多方都在等着“星舰”尽快投入应用，马斯克不得不加快研制进程。
首先，是马斯克自己的“星链”计划有这个需要。他计划发射42000颗卫星，每颗二代“星链”卫星重达2吨，若想尽快完成发射，需要能一次发射几十颗卫星的大型火箭。即使是SpaceX之前研制的猎鹰9号火箭，一次也只能发射几颗卫星。尽管“星链”计划已发射5000多颗卫星，达到了收支平衡，但马斯克想短时间实现卫星组网目标，就必须尽快研制出大型火箭。
其次，是美国的“重返月球”计划有这个需要。美国航空航天局在2022年实现了一次无人绕月飞行，原计划今年实施载人绕月飞行，不过今年的任务已经推迟，如此一来2025年的载人登月计划势必也将推迟。在“重返月球”计划中，“星舰”的二级飞船未来将作为运输工具，把宇航员从月球轨道送到月球上，所以必须赶进度。
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第三，是美国主导的国际空间站有这个需要。为了应对国际空间站的退役，美国航空航天局已和SpaceX签订协议，未来将把“星舰”的二级系统改造为一个商业的空间站，因为二级系统的容积比较大，有1000个立方米，将成为最大的空间站。
瞭望空天动力的未来蓝海
在第三次试飞之后，还有第四次试飞，目前计划是星舰S29+B11。现在，S29飞船已经完成了一次自旋启动，然后返回生产现场，B11助推器准备OLM。
SpaceX的创始人、首席执行官兼总工程师埃隆·马斯克（Elon Musk）认为，星舰最终将取代该公司的主力猎鹰9号火箭，成为发射业务的核心。目前该公司发射服务已经将世界上大多数卫星及其他有效载荷送入太空。
NASA是SpaceX的主要客户，在星舰发射合同中占有相当大的份额，NASA指望星舰实现阿尔忒弥斯计划，载人登月。
马斯克在2023年国际宇航大会上表示，未来星舰将实现大规模高频率快速可重复使用发射和运输，目标是向火星表面输送 100 万吨有效载荷，但首先需要向地球轨道运输大约 500 万吨有效载荷，从而在火星上创建一个自给自足的城市，以及推进剂工厂。
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随着未来发动机的升级，星舰运力将是猎鹰1号火箭的900倍，预计推力将达到9071吨。SpaceX正在Starbase建造一座巨型火箭工厂，并计划在未来四年内进行不载人登陆火星测试。
SpaceX 在德克萨斯州和佛罗里达州设有发射场，计划在P39a建造一个星舰发射台，并可能在海角设立一个格林菲尔德发射场，目标是未来每天发射几次。
SpaceX 计划在太平洋测试海上发射回收星舰飞船和超重助推器。但对于飞船而言，采用海上溅落回收的方式太慢了。发射塔架可以用机械臂实现无损捕获回收、补加推进剂并重复使用，这才是最高效的方式；助推器的回收已经有很多经验了，发射塔架捕获回收的方式值得尝试。超重助推器可能会在1年内实现捕获，5分钟内快速重复使用；星舰飞船可能会在明年年底前实现捕获。目标是每年发射数千次，达到每年将 100 万吨发射到地球轨道，并最终在 5 年内将 100 万吨发射到火星的目标。
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星舰要实现太阳系的任何地方着陆，需要有多功能物资运输能力。其中推进剂运输对于太空任务是必要的，除了火星上的推进剂工厂，未来还会有在轨补加版本的星舰，成为太空中的加油站。
星舰可以作为与国际空间站体积相似的空间站。由于液氧甲烷推进剂成本较低且火箭速度较快，星舰的点对点运输能力比较经济实惠，可以长期开展太空旅游。在地球范围内，星舰可以实现更快的旅行，大约一个半小时绕地球一圈，无需飞行员、食物或洗手间，让人们未来可以在伦敦吃早餐、新加坡吃晚餐，然后再回到洛杉矶。
未来，中国的商业航天同样值得期待，“星舰”也绝不会是人类唯一的超大运力运载火箭，中国的商业航天也应当永不满足地创新，不知疲倦地迭代，全面升级变迁，为中国的航天史画上浓墨重彩的一笔！
资料来源：太空那些事儿、空天动力瞭望、腾讯科技等
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