星舰飞船首次成功“筷子”回收，未来要忙啥？

北京时间11月15日5时17分，美国博卡奇卡“星舰”基地2号发射台上，“筷子”机械臂成功回收刚从近地轨道返回的“星舰”第二级即星舰飞船。22小时32分钟前，这艘星舰飞船从此起飞。随后，它经历了入轨部署星链卫星、绕地球飞行14圈、离轨再入等。至此，“星舰”通过15次试飞，初步完成了塔架回收两级验证工作。

从哪儿发射就飞回哪儿

本次试飞的V3版“星舰”直径9米，全高124.4米，设计在两级全面回收状态下近地轨道运力不低于100吨。其中，第一级称为“超重型助推器”，高72.3米，装有3650吨液氧甲烷推进剂，配备33台海平面版猛禽3发动机；第二级高52.1米，携带1600吨液氧甲烷推进剂和总重约50吨的26颗V3版星链卫星，其底部中心有3台海平面版猛禽3发动机，外围另有3台真空版猛禽3发动机。

“星舰”第一级放弃回收并自毁

北京时间11月14日6时45分，“星舰”第15次发射，也是V3版“星舰”第四次试飞。2分21秒后，两级热分离，第一级随即调头。发射6分35秒后，第一级原本应该借助发射台上的“筷子”机械臂回收，不料因推进剂余量不足，被迫放弃回收，按预案在发射台东侧海面溅落并自毁。

值得注意的是，V3版“星舰”至今仍未成功回收第一级。之前试飞中，第一级曾在上升、返场与发动机反推等环节屡次遭遇异常，预计后续需要仔细排查故障并“对症下药”，包括更换推力更大、表现更稳定的发动机。

相比之下，这次“星舰”第二级表现出色，经过发动机一次点火、滑行、发动机二次点火后，成功进入275公里高度的近地轨道，又耗时约35分钟，依次释放26颗V3版星链卫星。

随后，第二级在轨滑行约21小时。在此期间，面对阳光直射暴晒，为防止贮箱内低温推进剂过度蒸发，第二级电源稳定工作，调整姿态，让迎风面隔热瓦朝向太阳，减少推进剂受热损耗。

“星舰”第二级返回发射台

发射21小时36分后，第二级发动机再次点火，顺利离轨，随后以25倍声速掠过北美大陆南部，经历再入大气层、滑翔、翻转、悬停等阶段，最终借助发射台上的“筷子”机械臂成功回收。

这是“星舰”首度在同一次任务中尝试全面回收两级，虽未成功回收第一级，但已反复验证相关流程，可以说初步实现了“从哪儿发射就飞回哪儿”的设计目标。

回收第二级为何这么难

“星舰”立项之初就确立了完全回收两级的目标，原因可以归纳为4个字——降本增效。

作为仅回收第一级的代表，猎鹰9火箭第二级只有1台发动机、1套共底贮箱，体积较小，一次性使用的成本和生产供应频率尚可接受。即使如此，每年发射约150次也接近猎鹰9火箭生产线的潜力极限。

相比之下，“星舰”第二级体积庞大、结构复杂，包括6台大推力发动机和整段不锈钢箭体。“星舰”常态化运营后，如果长期不回收复用第二级，发射成本就很难继续降低，发射频率也会被第二级的生产速度限制，无法实现频繁发射的目标。

但回收第二级显然需要比回收第一级化解更多挑战：第一级分离时，高度约70公里，速度不足2公里/秒，遵循亚轨道弹道，返回、回收一般耗时仅4分钟左右；第二级却要精准地实施离轨机动，再入大气层速度高达25倍声速，动能高出一个数量级，还要滑翔数千公里，飞回发射塔。

“星舰”第二级借助机械臂回收瞬间

总体来看，“星舰”回收第二级必须攻克三大难关。

第一关是防热再入。第二级的迎风面再入时会形成等离子体，温度高达1650摄氏度，近2万块六边形隔热瓦、襟翼铰链、密封接缝等均要通过考验、正常运转。

第二关是反推减速与姿态翻转。第二级依靠可动翼面精细动作，不断修正航向，对准发射台，需要在大气中滑翔数千公里。为节省推进剂，直到距离发射台数百米处，第二级才会由水平姿态迅速翻转为垂直姿态，并重启发动机，实施反推机动。在此过程中，翼面摆动、制导算法和发动机重复点火、矢量摆动、依序关机等任一项慢半拍，沉重的第二级就会错过回收良机，轻则坠毁，重则撞击发射台。

第三关是精准捕获。“筷子”机械臂并非生硬地夹住第二级，而是卡住第二级上的两个起吊承力点，对位置、速度、姿态等要求非常苛刻。与此同时，为消除颤振和卡涩，“筷子”在迭代改进中适当缩短了长度，回旋半径有限，相当于把更多精准控制的压力交给第二级，其难度堪比“千里穿针”。

为安全起见，SpaceX公司还准备了多级预案：“星舰”入轨前出问题，直接溅落印度洋；在轨滑行段出问题，第二级提前离轨，溅落夏威夷附近或智利以西海域；再入后，如果第二级飞船或发射台状态异常，则取消翼面机动与反推，靠惯性坠毁在安全区。

未来任务更艰巨更繁忙

“星舰”第二级回收成功，后面任务更艰巨，如验证复用、频繁发射、“太空加油”、载人登月等，最重要的是进一步降本增效，支撑SpaceX公司的全产业链愿景。

第二级回收后，接下来就是拖回厂房开展详细检查，分析可能妨碍频繁发射和回收的薄弱环节，争取后续再次入轨。“星舰”仍在不断修改完善，距离“重新加注推进剂就能复飞”的理想状态还相当遥远，有必要在后续任务中逐步优化回收流程，提升翻修效率，并改进设计。

“星舰”塔架回收第二级

未来“星舰”第二级成功复用，将显著提升发射频率上限，而这正是大规模在轨加注推进剂的前提。当前，“星舰”构型更适合发射大量载荷进入近地轨道。至于载人登月、探火等深空任务，必须在特定轨道上部署基于星舰飞船研制的“加油站”，再频繁发射“星舰”，大规模补充推进剂，以便载人登月舱等前来“加油”。目前，首次星舰飞船在轨转移推进剂演示任务暂定于2027年一季度。

事实上，这种“太空加油”能力已严重制约了美国载人登月计划。为支持载人登月舱单程奔月之旅，马斯克认为“星舰”需发射6～8次，美国监管机构甚至认为需发射22次，具体取决于“星舰”的实际运力、载人登月舱性能与任务所需的月面投送载荷量，暂时难以准确评估。

除加紧准备测试星舰飞船“太空加油”外，SpaceX公司基于星舰飞船研制载人登月舱也遇到挑战，环境控制与生命保障系统进度迟缓。这迫使2027年下半年开展的“阿尔忒弥斯-3”近地轨道测试任务调低目标：航天员不会进入该载人登月舱内部，仅验证协同运行、通信与分离操作。

随着猎鹰系列火箭逐步规划退役，“星舰”将全面承担起SpaceX公司的宏伟蓝图：数万颗星链卫星提高网络带宽和现金流，2027年三季度有望入轨的星智卫星重点发展太空算力，上万颗手机直连星链卫星将进一步拓展用户接入市场。预计短期内“星舰”的测试和发射工作将非常繁忙，恐怕无暇为其他载荷开发新构型。

文/田丰

原标题：《星舰飞船首次成功“筷子”回收，未来要忙啥？》

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