Token导航 LogoToken导航

AI 资讯 · 经纬创投

SpaceX星舰第15次试飞完成首次飞船塔捕

更新 2026-11-15经纬创投正文 7792字阅读约 25分钟2 张图片

马斯克第一次没能接住火箭,却接住了更难的那一级。


北京时间11月15日凌晨约5时20分,SpaceX星舰第15次试飞创造历史。在太空绕地球飞行14圈、完成26颗第三代星链卫星部署后,星舰飞船S42成功返回得州星舰基地,被发射塔上的两条巨型机械臂精准捕获。这是人类首次实现从轨道返回的星舰飞船塔捕。

尽管这场试飞并不完美。约22小时前,超重型助推器B22因返回位置异常,自动取消塔捕,转向墨西哥湾,最终启动飞行终止系统。

原计划的“一塔双捕”未能实现,但SpaceX完成了其中技术难度更高的一项挑战。让一艘经历轨道飞行、高速再入和极端气动加热的巨型飞船,重新回到出发地。

从接住一级助推器,到接住完成轨道任务的二级飞船,SpaceX终于跨过了完全重复使用最关键的一道技术门槛。

过去半个多世纪,航天工业始终面临一个根本矛盾。人类已经有能力抵达太空,却始终无法以足够低的成本、足够高的频率进入太空。这也决定了,太空长期以来是一个由国家工程、巨额预算和少数大型项目主导的世界。

而星舰试图改变的,是这套产业运行的底层逻辑。如果完全重复使用最终成为现实,进入太空的成本门槛将有望持续下降,发射能力也将不再是制约太空经济发展的唯一瓶颈。届时,卫星互联网、轨道计算、月球开发乃至深空探索,都可能迎来新的发展空间。


人类航天史的下一次重大突破,或许不在于我们能够飞得多远,而在于我们终于可以足够便宜、足够频繁地抵达那里。当进入太空从一次壮举变成一种日常,人类真正的太空时代,才可能开始。


01

一次发射,两次捕获


第15飞原本的任务很明确:首次挑战“一塔双捕”。


SpaceX计划用同一座发射塔,先接住升空约6分半钟后返回的超重型助推器B22,再等待飞船S42完成卫星部署、绕地球约14圈之后,将它也接回同一双“筷子”之间。

但实际飞行出现了意外。

北京时间11月14日6时47分,星舰第15飞从得州星舰基地成功升空。约6分半钟后,原本计划返回发射塔的B22取消塔捕,转向墨西哥湾,在海面附近完成减速后发生爆炸。这意味着,第15飞预定的“一塔双捕”目标已经落空,具体原因仍有待SpaceX进一步公布。

不过,飞船S42顺利进入约275公里高的近地轨道,并成功部署26颗第三代星链卫星。按照预定计划,它在轨道上运行约22小时、绕地球飞行约14圈后,于北京时间11月15日凌晨返回星舰基地,完成首次飞船塔捕。

那么,SpaceX为什么如此执着于用“筷子”接火箭?


所谓“筷子”,其实是安装在发射塔上的两条巨型机械臂。它们可以沿着塔架上下移动,通过开合和位置调整,在火箭下降到指定位置时承托住箭体上的捕获结构。

这套系统最特殊的地方,是让火箭无需依靠传统着陆腿落地。火箭通过发动机精确控制下降速度和姿态,机械臂则负责最后的捕获。这样既能减少箭体自身重量,也有望简化回收、检查和再次发射的流程。

SpaceX希望最终让整套火箭都能重复使用。此前,猎鹰9号已经实现一级助推器的高频复飞,但承担入轨任务的第二级仍然是一次性的。星舰则从设计之初就瞄准两级完整回收,让助推器和飞船都能返回发射塔,经过检查和维护后再次执行任务,尽可能减少每次发射需要重新制造的硬件。

但想接住一整套火箭,难度远比接住一级助推器大得多。


这次试飞使用的是第三代星舰系统(Starship V3),由超重型助推器B22、星舰飞船S42,以及得州星舰基地2号发射塔组成。

B22配备33台猛禽3发动机,负责将整套火箭推离地面;S42则拥有6台猛禽发动机,包括3台海平面型和3台真空型,负责继续加速入轨、运送卫星,并完成后续返回任务。

在发射之前,SpaceX已经为首次双回收进行了大量准备。

先看助推器。此前,SpaceX已经三次成功用机械臂接住超重型助推器。2024年10月,第5飞首次实现“筷子夹火箭”;随后的第7飞和第8飞又两次成功捕获;第9飞则首次让此前被接住的助推器重新升空。

既然已经掌握这套动作,为什么第15飞仍然需要进行大量测试?

原因在于,这次不仅换了火箭,还换了发射塔。此前成功捕获的是B12、B14和B15,而B22则是首次准备尝试塔捕的第三代助推器。

V3的一项重要变化是栅格舵。相比此前的4片,新版减少到3片,但单片面积增加了50%。栅格舵不仅用于返回时调整箭体姿态,还集成了捕获承力结构,安装位置和角度也进行了调整。

2号塔的机械臂同样经过重新设计。相比此前的设备,新版“筷子”更短,驱动和控制系统也作出了调整,以配合新版箭体的捕获要求。

11月10日,SpaceX还专门进行了B22悬吊夹持测试,让机械臂与助推器上的捕获结构实际配合,验证地面承托能力。但地面测试能验证机械臂能不能承受火箭,却无法完全回答另一个问题:当一枚巨型火箭从天而降时,发动机能不能把它准确送到机械臂之间?


助推器需要在极短时间内完成减速、姿态调整和精确对位,既不能下降过快,也不能偏离预定位置。

遗憾的是,第15飞没能完成这项验证。B22最终转向海面,具体是哪个环节触发了取消捕获的决定,仍有待调查。

而相比B22,真正困难的,是把火箭的二级飞船接回来。

一级助推器在发射几分钟后就可以掉头返回,二级却必须先把卫星送入轨道,再从太空返回地球。这也是为什么SpaceX此前已经三次接住助推器,却始终没有成功接住一艘完成轨道任务的星舰飞船。

第一道难关,是速度和高温。


星舰二级需要从接近每小时2.8万公里的轨道速度重新进入大气层。高速飞行过程中,飞船前方的空气受到剧烈压缩,机腹承受强烈的气动加热。S42必须依靠覆盖在迎风面的隔热瓦保护不锈钢箭体,同时利用四片襟翼不断调整下降姿态和航迹。

最棘手的是,隔热瓦不仅要保证飞船安全回来,还要尽可能经受反复使用。猎鹰9号的二级只有一台发动机,而星舰飞船拥有6台发动机、庞大的不锈钢船身以及大量隔热瓦。如果每次任务都要重新制造一艘飞船,星舰很难充分实现完全复用所带来的成本优势。

即便飞船成功返回,如果隔热瓦大面积损坏,每次都要进行漫长的检查和更换,复用的经济价值同样会受到影响。

第二道难关,是发动机重新点火和飞行姿态控制。


S42在轨道上运行近一天,随后重新点燃发动机,执行离轨减速。这要求发动机在长时间停机、失重以及推进剂状态变化后,仍然能够可靠启动。SpaceX此前为此开展了发动机静态点火和重新启动相关测试。

但这还只是开始。进入大气层后,星舰主要依靠腹部迎风和四片襟翼控制下降。等到接近地面,它还必须重新点燃发动机,在短短十几秒内,从腹部迎风的姿态迅速翻转成直立状态,并进一步降低下降速度。

这相当于让一艘高度超过50米的巨型飞船,在高速再入之后,完成一次极其精确的空中转身。

第三道难关,也是最惊险的一道,是最后的塔臂捕获。


按照预定飞行剖面,S42在最后阶段启动海平面型猛禽发动机,完成减速与翻转,并通过推力调整,将速度、位置和姿态控制到机械臂能够安全承接的范围内。

对于一艘体积庞大、质量惊人的飞船来说,这些动作必须高度协调。更重要的是,这次飞船面对的是一座固定的发射塔。一旦捕获出现较大偏差,损失的可能不只是一艘飞船,还可能包括昂贵的发射设施。

因此,SpaceX专门设计了一条返回航线。按照计划,S42从太平洋上空进入大气层,利用襟翼调整航迹,经过墨西哥北部和得州南部,接近星舰基地时先飞向墨西哥湾上空,再转向2号发射塔。

这条航线保留了海上备选落区。如果飞船状态、发动机或发射塔不满足捕获条件,飞控仍可以放弃进塔,让飞船在海上结束任务。也就是说,SpaceX并不会为了完成首次飞船捕获,而不计代价地让S42冲向发射塔。

即便如此,把二级接回来,也只是完全重复使用的第一步。此前SpaceX已经验证了助推器塔捕,也验证了星舰飞船能够受控再入并在海上结束任务,但还没有将轨道返回、末端精确控制和机械臂捕获连接成一个完整流程。


第15飞要做的,就是让S42一次完成这些此前分散验证的动作。而且,这趟飞行还承担了一项实际运输任务。

S42已经进入约275公里高的近地轨道,将26颗第三代星链卫星送入太空。按Starlink公布的设计参数,单颗V3卫星具备约1 Tbps的下行容量,26颗卫星的名义设计容量合计约26 Tbps。SpaceX表示,这批卫星带来的设计容量增量,约为一次猎鹰9号星链发射的10倍。

但看到任务时间表,可能还有一个疑问。卫星在起飞约1小时18分钟内就完成了部署,为什么S42还要继续绕地球飞行20多个小时?

原因与轨道返回窗口有关。飞船绕地球运行一圈大约需要90分钟,但地球本身也在自转。要沿着预定路线从太平洋再入,最终返回得州发射场,飞船必须等待轨道位置、地球自转和返回航线满足相应条件。

与此同时,SpaceX也能够利用这段时间检验长时间在轨运行能力,包括供电、通信、热控、贮箱压力和姿态控制系统是否保持正常。

在这22个多小时里,任务还设置了多次提前返回的决策节点,包括夏威夷以北和智利外海等备选落区。如果飞船状态异常,可以提前结束任务。

这也让第15飞变成了一场层层递进的技术考试。

B22的塔捕已经失利,但S42仍完成了入轨和卫星部署。接下来,它还需要证明长时间在轨运行、离轨点火、高速再入和机械臂捕获能否连续完成。

如今,S42最终被成功接住,SpaceX就将首次证明,一艘完成实际轨道运输任务的巨型飞船,可以直接返回发射塔,由机械臂完成回收。

02

第14飞暴露的问题,第15飞解决了多少?


第14飞距离第15飞预定发射日期只有46天。在这段时间里,SpaceX已经完成新一轮发动机和飞船测试,并准备把上次未执行的返场目标推进到实际飞行。

最明显的问题是助推器,第14飞使用的B21在上升阶段就有一台猛禽3发动机提前关机。两级分离后,助推器计划重新启动33台发动机执行返推,实际只有31台成功启动。到了最后的着陆点火阶段,原计划启动13台发动机,实际启动11台。SpaceX当时特意安排助推器在海上降落,并在返推过程中消耗主贮箱内剩余的液氧,以测试低推进剂余量下的性能。虽然部分发动机未能按计划重启,B21最终仍在海面上完成了预定的着陆动作。

这正是SpaceX试飞方式的特点。一趟任务除了完成主要目标,还会主动测试系统的工作边界。虽然这几台没启动成功,但也刚好可以说明第三代猛禽已经具备一定的故障容错能力,不过暴露出可靠性方面的问题还是不可忽视,对于在海上结束任务的助推器,发动机数量出现偏差,只要剩余推力和控制能力足够,仍有机会完成试验。但要让B22返回塔臂之间,发动机必须把箭体的速度、位置和姿态控制得更加准确。

B22已经完成33台发动机的地面静态点火,但这只能验证地面工作状态。发动机经历上升、分离和推进剂消耗后,能否在返推与着陆阶段可靠重启,仍需要第15飞实测。

图片

来源:SpaceX官方X账号

飞船的问题同样出在发动机上,第14飞的S41在上升过程中,一台真空型猛禽提前关机,其余五台通过延长工作时间补足了所需速度增量。飞船最终成功入轨,26颗星链卫星也全部完成部署。不过,SpaceX考虑到后续还需要发动机重新点火,最终决定缩短任务。S41提前离轨,在起飞约3小时9分钟后于夏威夷以北的太平洋受控溅落,比原定任务提前了约6小时40分钟。

因此,第14飞证明了星舰可以在单台发动机出现问题的情况下完成运输任务,却也说明这种容错能力尚不足以保证后续任务全部按原计划执行。

到了第15飞,S42要面对的困难还更加多了一层。它必须在轨道上停留近一天,随后重新点燃发动机离轨,并在高温再入后再次点火着陆。这不仅考验猛禽发动机的多次点火能力,也考验长时间失重条件下的推进剂管理、贮箱增压、热控和飞行控制系统。

另一道关来自隔热瓦,S42以接近轨道速度返回大气层时,迎风面会承受剧烈的气动加热,覆盖在机腹的不锈钢箭体外侧的隔热瓦,需要阻隔高温,同时避免瓦片之间的缝隙成为高温气体进入箭体的通道。此前的飞行测试中,隔热瓦脱落、固定方式和局部受热问题一直是SpaceX改进的重点。S42延续了部分热防护改进,包括调整瓦片固定结构、增加曲面隔热瓦,以及加强容易受到高温气体侵入部位的防护。

46天,SpaceX为什么能够如此快速地推进?关键在于它将制造、测试和设计修改放在同一条持续运转的研发链上。星舰基地既有Starfactory制造设施,也拥有地面测试台、发动机测试设备和发射塔。不同批次的箭体可以同时处于制造、总装、测试和发射准备阶段。

这就是SpaceX在招股文件中特别强调的垂直整合。这种方式让星舰研发更接近持续迭代的工业产品开发,每次飞行都承担验证任务,成功提供可以继续采用的设计,失败则暴露需要修改的环节。第12飞首次使用V3系统,第14飞实现首次轨道运输,第15飞进一步尝试完整回收,正是这种连续试验的结果。

SpaceX的优势,是有能力让一批火箭在飞行,另一批火箭在测试,更新的设计同时进入制造。这样即使某次试飞出现问题,整个研发体系仍能继续推进。不过其代价则是必须承担持续制造、试验失败和大量工程设施投入的成本。

从第14飞到第15飞,星舰面临的考题正在升级。发动机、热防护与飞行控制系统能否共同支持安全返场?双捕成功之后,仍须检查回收箭体的实际状态。15飞的单次成功捕获可以证明这一套流程能够走通,持续可靠的重复使用,则需要后续更多飞行来验证。

03

“一塔双捕”之后,马斯克还想做什么?

即使第15飞成功完成双回收,星舰距离高频复用仍有两道关要过。一是火箭回收后的检修与翻修,二是整个发射体系能否支撑足够高的运营频率。

SpaceX已经在猎鹰9号上积累了大量助推器复用经验,但星舰还要把经历轨道飞行和高温再入的第二级接回来。发动机、隔热瓦、襟翼和箭体结构需要检查多久、更换多少零件,将直接影响复飞成本。2号塔同样需要在接回B22后完成设备检查、移走助推器,再等待S42返回。未来发射频率越高,地面设施的周转能力也越重要。

SpaceX最新财报让这笔经济账更加清楚。根据10月20日公布的2026年第三季度业绩,公司当季营收145.75亿美元,净利润约44亿美元。其中,航天业务Space部门营收17.67亿美元,营业亏损约700万美元;包含星链的Connectivity部门营收52.48亿美元,营业利润约23.67亿美元。

图片

来源:SpaceX 2026 Q3财报

星链已经成为SpaceX的重要利润来源,星舰则仍需要大量研发和基础设施投入。第14飞首次被列为产生收入的星舰任务,成功部署26颗第三代星链卫星,也让星舰开始承担实际运输需求。如果未来能够持续复飞,SpaceX就有机会以更少的新造硬件、更高的发射频率,加快星链网络升级。

马斯克的野心显然不止于造火箭。10月15日,“会飞的汽车”特斯拉第二代Roadster冲上一段弯曲的坡道,借助车底的吸附系统保持倒挂,随后腾空翻转,并通过冷气体推进器调整姿态、减缓下落,最终重新落回地面。虽然距离能够持续飞行、合法上路的量产汽车还有很长距离,却已经展示了两家公司在技术上的交集。

5天后更大的动作随即而来,10月20日,SpaceX与特斯拉已经分别成立独立董事特别委员会,评估潜在的整合方案。

马斯克看中的,大概率是想将两家公司的技术和资源进一步整合。特斯拉拥有电池、能源管理、AI芯片与机器人技术,SpaceX则掌握火箭运力、卫星通信和轨道基础设施。双方正在合作推进Terafab芯片制造项目,马斯克还计划将AI计算设备送入太空,希望借助星链提供通信服务,并由星舰承担大规模轨道运输。

如果这些业务未来能够协同,SpaceX或许能够同时掌握芯片、能源、通信和太空运输等关键环节,减少对外部供应商的依赖。

但这也解释了马斯克为什么急于推动星舰完全复用。无论是部署更大规模的星链网络、建设计算设备,还是执行NASA登月任务,都需要把大量设备持续送入太空。如果星舰无法做到低成本、高频率发射,再庞大的太空商业计划,也会受到运输成本和发射能力的限制。

更远的目光则放在月亮上,NASA在10月23日更新的Artemis登月计划中,仍将轨道推进剂补给列为SpaceX登月方案的重要环节。按目前构想,多艘加注型星舰需要先后进入地球轨道,把液氧和液态甲烷送到轨道储存飞船,再为载人登月星舰提供推进剂。

这是一套比单次卫星发射复杂得多的任务体系,多次加注需要足够频繁的发射、稳定的轨道交会和可靠的推进剂管理。如果每执行一次加注任务就要重新制造整套火箭,成本与任务组织难度都会明显增加。因此,星舰的完整回收能力也关系到未来登月任务能否获得稳定、持续的运输支持。不过,第15飞并不涉及两艘星舰之间的大规模推进剂转移,轨道交会、对接、长期低温储存和载人安全等问题,仍需要后续飞行验证。

NASA目前已将2027年的Artemis III调整为近地轨道测试任务,将下一次载人登月目标放在2028年。这也意味着,SpaceX仍然需要通过一系列实际任务,证明星舰具备支持复杂登月行动的能力。

从星链组网到月球补给,SpaceX已经为星舰规划了相当庞大的运输需求,第15飞尝试解决的其实还只是其中最基础的一环:完成任务后,让整套运载工具安全回到出发地。

04

尾声


这次星舰第15飞虽然不够完美,但机械臂接住S42的瞬间也就足矣载入史册。但当直播结束,静静躺着的那两级箭体也许更值得我们关心,它们经历了多少损伤?需要更换多少零件?又要花多久,才能重新走上发射台?

从星链组网、轨道计算到载人登月,马斯克的规划越来越庞大,但它们都建立在同一个前提上,那就是把设备送入太空,必须变得足够便宜、足够频繁。

虽然双回收没能成功,但星舰首次回收“飞船,也是成功的开始。当它们可以一次次重新升空,太空运输才有机会从昂贵的工程任务,变成真正可以规模化运营的生意。到那时,星舰改变的或许不只是火箭的回收方式,还有人类利用太空的成本门槛。

参考资料:

1. SpaceX. Starship Flight 15. 第15飞任务说明https://www.spacex.com/launches/starship-flight-15

2. SpaceX. Starship Flight 14. 第14飞任务回顾https://www.spacex.com/launches/starship-flight-14

3. SpaceX. Starship. 星舰技术介绍https://www.spacex.com/vehicles/starship

4. SpaceX. Official X Account.  https://x.com/SpaceX

5. Starlink. Starlink Version 3 Satellites.  https://starlink.com/pr/updates/starlink-version-3-satellites

6. SpaceX. Third Quarter 2026 Results.

7. NASA. NASA Partners Accelerate Lander Development for 2028 Moon Missions.  https://www.nasa.gov/missions/artemis/nasa-partners-accelerate-lander-development-for-2028-moon-missions/

文章标签应用落地

资讯来源:由AI资讯编辑整理自互联网公开内容,版权归原作者所有,未经许可,不得转载。