北京時間3月14日21時，美國太空探索技術(shù)公司在位于得克薩斯州的博卡奇卡星艦基地，開展了“超重-星艦”的第三次飛行試驗(yàn)。試驗(yàn)中，“超重”推進(jìn)器上升段飛行正常，但在返回后的著陸點(diǎn)火階段姿態(tài)失穩(wěn)，點(diǎn)火異常并高速墜海；“星艦”飛船在分離后正常點(diǎn)火，進(jìn)入預(yù)定軌道并開展試驗(yàn)，但發(fā)動機(jī)離軌點(diǎn)火失敗。起飛約49分鐘后，“星艦”飛船再入大氣層時姿態(tài)失穩(wěn)，最終解體。此次發(fā)射受到廣泛關(guān)注。
本次任務(wù)中，“超重”推進(jìn)器和“星艦”飛船并未完全按照預(yù)定計(jì)劃，僅完成了上升段任務(wù)，相當(dāng)于完成了一次傳統(tǒng)火箭發(fā)射任務(wù)。
可重復(fù)使用
“超重-星艦”由“超重”推進(jìn)器和“星艦”飛船組成，為兩級完全可重復(fù)使用運(yùn)載器，直徑9米，高121米，使用低溫液氧/甲烷作為推進(jìn)劑，最大起飛推力7590噸，超過美國20世紀(jì)60代實(shí)施載人登月計(jì)劃的“土星五號”運(yùn)載火箭。其中，“超重”推進(jìn)器高71米，總重3400噸；“星艦”飛船為入軌器，高50米，總重1200噸。據(jù)美國太空探索技術(shù)公司網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)，“超重-星艦”在完全重復(fù)使用時的載荷量為150噸，一次性使用時的載荷量250噸（“土星五號”為118噸），一旦研制成功，將是目前運(yùn)載能力最強(qiáng)的可重復(fù)使用運(yùn)載火箭。
“超重-星艦”的最大特點(diǎn)是可重復(fù)使用，就像汽車、飛機(jī)等運(yùn)輸工具一樣。其發(fā)射服務(wù)費(fèi)主要是消耗的火箭推進(jìn)劑費(fèi)用，大幅降低進(jìn)入太空的成本，對現(xiàn)有航天發(fā)射的價格體系帶來較大沖擊。目前，“超重-星艦”還在研制當(dāng)中。此次飛行試驗(yàn)主要為兩級完全重復(fù)使用技術(shù)進(jìn)行多項(xiàng)技術(shù)驗(yàn)證，包括“超重”推進(jìn)器的返回點(diǎn)火、“星艦”飛船在軌轉(zhuǎn)移推進(jìn)劑和軌道再入等。其中，“超重”推進(jìn)器的返回點(diǎn)火與“星艦”飛船在軌轉(zhuǎn)移推進(jìn)劑兩項(xiàng)測試順利完成，“星艦”飛船的軌道再入測試因發(fā)動機(jī)未能順利點(diǎn)火而失敗，最終未實(shí)現(xiàn)正常返回。
未來用途廣
如果“超重-星艦”實(shí)現(xiàn)完全可重復(fù)使用，其大規(guī)模低成本進(jìn)入太空的能力，將帶來諸多直接和潛在的應(yīng)用需求。
其一，大規(guī)模太空發(fā)射需求。例如，太空探索技術(shù)公司的“星鏈”計(jì)劃三期星座計(jì)劃發(fā)射3萬顆衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星重1.25噸。如果由“獵鷹”9號火箭發(fā)射，其建設(shè)周期將非常長。如果使用“超重-星艦”進(jìn)行發(fā)射，將大大提升部署速度，并進(jìn)一步降低發(fā)射成本。
其二，太空旅游產(chǎn)業(yè)將迎來大發(fā)展。早在“超重-星艦”研制初期，日本企業(yè)家前澤友作已經(jīng)購買了“星艦”飛船的環(huán)月旅行“船票”，并邀請朋友一同前往。結(jié)合目前“超重-星艦”的發(fā)展速度，私人太空旅行已經(jīng)不遠(yuǎn)，太空經(jīng)濟(jì)也將迎來新一輪大發(fā)展。
其三，潛在的軍事應(yīng)用需求。美軍在較早時期已關(guān)注到“超重-星艦”的研制進(jìn)展，并向其投入研發(fā)資金。分析認(rèn)為，“超重-星艦”研制成功后，其擁有的一小時全球“點(diǎn)對點(diǎn)”大規(guī)模人員貨物投送能力，將改變未來戰(zhàn)爭樣式。同時，“超重-星艦”具有的低成本、大規(guī)模、快速重復(fù)使用等特點(diǎn)，擁有廣泛的軍事用途。
研發(fā)模式新
近年來，隨著“獵鷹”系列火箭在國際航天發(fā)射市場上成熟應(yīng)用，可重復(fù)使用技術(shù)幾乎成為下一代運(yùn)載火箭的技術(shù)標(biāo)志。同時，太空探索技術(shù)公司借助互聯(lián)網(wǎng)思維發(fā)展運(yùn)載火箭的做法，取得意想不到的效果。以“超重-星艦”為例，其從2019年正式研發(fā)到2023年首飛，僅用時4年；美國相同規(guī)模的SLS重型火箭，從立項(xiàng)到首飛用時12年。SLS重型火箭于2022年首飛后，迄今沒有進(jìn)行過第二次發(fā)射。“超重-星艦”在首飛失利后一年內(nèi)完成了3次發(fā)射，今年計(jì)劃完成6至9次發(fā)射任務(wù)。這種“小步快跑、迅速迭代”的發(fā)展模式，給技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新帶來大量機(jī)會，幾乎改變傳統(tǒng)火箭發(fā)射領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。如今，這種發(fā)展模式已廣泛應(yīng)用于諸多行業(yè)領(lǐng)域，推動技術(shù)迅速更新?lián)Q代。
“超重-星艦”發(fā)射雖未完成全部任務(wù)，但距離成功已然不遠(yuǎn)。其具有的商業(yè)航天價值與潛在軍事用途值得進(jìn)一步關(guān)注。（少謀）