美國登月計劃前景怎么樣了？美國太空探索技術公司（SpaceX）新一代重型運載火箭“星艦”于北京時間今天上午7時23分從得克薩斯州發(fā)射升空，實施第11次試飛。約1個小時后，“星艦”飛船順利在印度洋完成受控濺落?，F(xiàn)場解說員在直播中稱“任務完美收官”。

SpaceX表示，一級火箭——超重助推器在完成任務后按計劃墜入得州發(fā)射基地以東的墨西哥灣海域，不返回發(fā)射場回收，達成預定測試目標。而本次任務并未計劃回收“星艦”飛船，但飛船仍平穩(wěn)完成全部著陸機動步驟，表現(xiàn)超出預期。

據(jù)悉，此次任務對助推器新型著陸燃燒方案、飛船返航軌跡、飛船隔熱系統(tǒng)耐受性等關鍵技術進行驗證，飛船外部多種實驗性隔熱瓦經(jīng)受了考驗。此外，飛船還在軌部署了第二批模擬“星鏈”衛(wèi)星。

由S38飛船和第二次使用的B15.2超重助推組成的“星艦11號”點火升空瞬間。圖源：視覺中國

據(jù)介紹，這次試飛被視作星艦二代的“畢業(yè)大考”或者說是“收官之戰(zhàn)”，被外界認為是SpaceX向真正商業(yè)化運作邁出的關鍵一步。

不過即便這第11飛獲得了成功，由于今年此前“星艦”第7、8、9次試飛遭遇令人沮喪的“三連炸”，直到8月“星艦”飛船才首次成功落地?！靶桥灐钡陌l(fā)展進度已大為延誤，今年才飛了5次，距離馬斯克去年立下的“‘星艦’2025年25次發(fā)射”的Flag相去甚遠。更嚴重的是，這還會拖累美國宇航局（NASA）雄心勃勃重返月球的“阿爾忒彌斯”載人登月計劃。

第11飛標志著“星艦”從實驗平臺向?qū)嵱眠\載工具過渡

據(jù)悉，“星艦”第11次飛行的成功，為新版本積累有關隔熱、防護、回收和發(fā)動機重啟的寶貴數(shù)據(jù)，并標志著從實驗平臺到實用級重型運載工具的過渡。

SpaceX內(nèi)部把“星艦”迭代分為多個階段——第一代以驗證起飛、分離和再入為主，第二代則進入更成熟的技術驗證階段，目標是穩(wěn)定、可控、可重復使用?！靶桥灐钡诙捎猛屏Ω鼜?、效率更高的猛禽2發(fā)動機，全面改進了燃料分配系統(tǒng)、結(jié)構強度和隔熱瓦材料，希望能徹底擺脫早期那種“以爆炸換數(shù)據(jù)”的狀態(tài)。

值得注意的是，本次11飛所使用的一級火箭——B15.2超重助推，就是第二次發(fā)射了，而且其33臺發(fā)動機中有24臺都是重復使用。

此前的10次試飛中，“星艦”要么在升空階段爆炸，要么在重返大氣層時因高溫解體。哪怕是今年6月的第10次試飛中，飛船雖成功重返地球并在海面軟著陸，但仍然部分受損。正因為此前從未有過一次真正完成“往返全程”，此次成功，“星艦”首次實現(xiàn)從升空到重返地球的完整旅程——不爆炸、不解體，真正“活著回來”。

根據(jù)SpaceX官方發(fā)布的任務簡報，第11次試飛驗證了多個核心環(huán)節(jié)——

一是“星艦”在重返大氣層時將接受極限高溫考驗，部分隔熱瓦被刻意削弱，以獲取材料耐熱性的數(shù)據(jù)。二是助推器將不再嘗試由塔臂抓取，而是采用更保守的“海上落水”方案，在墨西哥灣實施受控降落以測試發(fā)動機關機和再點火系統(tǒng)。此外，飛船會多次重啟發(fā)動機，并釋放若干“星鏈模擬器”衛(wèi)星，用以檢驗載荷釋放系統(tǒng)的可靠性?？傊@次的試飛目標就是：讓整枚飛船在進入、重返、著陸的全過程中，保持完整結(jié)構并實現(xiàn)回收。

馬斯克現(xiàn)身“星艦”第11次試飛直播。圖源：SpaceX官方直播截圖

美國知名專業(yè)科技媒體Ars Technica形容說，“星艦”試飛就是一場“把飛船逼到極限的系統(tǒng)級考試”，其成功與否將決定SpaceX的下一代設計是“星艦3”，還是“星艦2+”改良版。

從宏觀角度看，這次試飛的意義已超越技術層面?！靶桥灐钡拿恳淮卧囷w，都是其保持技術領先和融資能力的重要展示，同時，它也已經(jīng)不僅是SpaceX的項目，而是正成為衡量全球商業(yè)航天潛力的標尺。

進度并不樂觀，美國登月計劃恐被推遲

近日，NASA航空航天安全咨詢小組表示，“星艦”未來半年的表現(xiàn)將直接影響載人登月艙的進度，如果試飛不樂觀，那么基于“星艦”飛船研制的載人登月艙可能無法按計劃于2027年投入使用，交付或推遲數(shù)年。

“星艦”載人登月艙在月面釋放月球車效果圖。圖源：中國航天報

自2022年11月“阿爾忒彌斯1”無人繞月任務開展以來，美國人“重返月球”的腳步似乎沒邁出去多少。NASA一再推遲航天員登月日期，即使最近表示“阿爾忒彌斯2”載人繞月任務可能在2026年2月初提前發(fā)射，但“阿爾忒彌斯3”載人登月任務仍面臨繼續(xù)拖延的風險。

2021年，以“載人登火”為宣傳愿景的“星艦”受到NASA青睞，載人登月艙被確定以“星艦”飛船為技術基礎。一方面，“星艦”飛船理論上具備載人登月艙設計要求的全部基本功能，有利于共享研制成果，控制風險。另一方面，鑒于SpaceX是商業(yè)航天標桿企業(yè)，NASA認為，參考近地軌道商業(yè)載人服務合同，采購若干次發(fā)射服務即可，綜合成本有望大幅降低。然而，這種表面上的“天作之合”造成了如今NASA“騎虎難下”的局面。

“星艦”載人登月艙在軌“加油”效果圖。圖源：中國航天報

首先，“星艦”為了追求載人登火目標，運力指標和設計難度遠遠超過登月需求。有消息稱，載人登月艙有潛力容納20名航天員?！矮C戶座”載人飛船與“星艦”并不是很配套，這不僅造成運力“浪費”，還會增大研制風險，迫使任務拖延。

其次，“星艦”整體設計方案顛覆傳統(tǒng)，需要驗證大量基礎性設計思路和方案，起碼發(fā)展迭代到第三代才有望參與載人登月任務。今天的第11飛才是二代“星艦”的最后一次試飛，而第三代首飛最快也只能是2026年上半年，距離“阿爾忒彌斯3”任務計劃發(fā)射時間僅剩一年，容錯率幾乎為零。采用大量開創(chuàng)性設計的“星艦”尚未開展在軌推進劑加注測試，如此緊迫的進度要求構成了極大挑戰(zhàn)。一旦測試證明“星艦”設計方案需調(diào)整，勢必會再次大幅推遲載人登月，難怪NASA逐漸對項目焦慮。

再次，“星艦”研制和配套設施建設花費巨大，SpaceX必須早日將“星艦”投入高頻次商業(yè)發(fā)射以大幅降低成本。利潤有限的載人登月任務，對于SpaceX并非最優(yōu)先的商業(yè)選擇。

美國航天之所以能在20世紀六七十年代創(chuàng)造“阿波羅奇跡”，搶回一度落后于蘇聯(lián)的進度，最終贏得“載人登月競賽”，離不開當時美國冠絕全球的科技和工業(yè)實力。如今，“阿爾忒彌斯”計劃一再推遲、后繼乏力，難以掩蓋美國近年來科技投入不足、工業(yè)“空心化”的虛弱衰退。

同時，SpaceX所代表的航天商業(yè)模式的風險也在擴大。投資人期望在高投入后看到長期回報，但失敗過多或節(jié)奏放緩都可能動搖信心。頻繁的試飛還讓SpaceX面臨更多監(jiān)管與社會壓力。得州沿海社區(qū)和環(huán)保團體持續(xù)關注火箭噪音、碎片落區(qū)與生態(tài)影響。有外媒指出，天文觀測者、環(huán)保人士、公眾呼聲，都在要求加大對商業(yè)航天和發(fā)射頻率的監(jiān)管。

馬斯克與NASA攜手展開的這場從地球到月球的“世紀豪賭”，依舊前途未卜。