封面新闻记者 边雪
一艘刚刚经历烈焰炙烤、从太空返回的飞船，正以近乎垂直的姿态缓缓下降。地面上，发射塔两只巨大的机械臂张开，等待着它的到来。
当地时间11月14日，美国得克萨斯州星际基地，SpaceX星舰（Starship）上面级飞船在完成约22.5小时的太空飞行后，穿越大气层，重新点燃发动机，完成着陆点火和姿态调整，最终被发射塔上的两只机械臂精准捕获。
这是星舰首次实现从轨道返回后由发射塔机械臂捕获，也是人类航天史上首次实现轨道级飞船返回地球后由发射塔实施空中捕获。不过，这场原本计划实现双级同时回收的试验，并非完美收官。此前，星舰的第一级——超重型助推器因燃料质量报警提前终止返回段飞行，未能回到发射场，最终坠入墨西哥湾。
星舰上面级返回得克萨斯州博卡奇卡发射场后。（图片来源：SpaceX直播画面）
2023年，星舰首次试飞升空后爆炸，封面新闻曾采访了SpaceX前高管Lewis Hong。谈及火箭回收技术时，他曾向记者回忆，这项技术最初研发时同样充满未知，“大家只能够朝着这个未知的方向，每天持续地努力。”
在Lewis Hong看来，星舰早期试飞的价值，不仅在于一次飞行是否成功，更在于能否为下一次试验积累经验和数据。三年后，星舰终于完成了轨道级飞船返回后的发射塔捕获。从早期试飞中积累经验，到如今真正实现飞船返回与机械臂捕获，这条技术路线逐渐有了更清晰的答案。
01
一次太空往返
完成最难的“最后一接”
这次任务是星舰第15次试飞，也是SpaceX首次尝试让星舰上面级从轨道返回后直接回到发射塔，并由机械臂捕获。
11月13日，美国中部时间下午4时47分，星舰从得克萨斯州星际基地升空。按照原定计划，超重型助推器和上面级将在完成分离后分别返回发射场，接受发射塔机械臂回收。
升空约两分钟后，两级飞行器完成热分离。上面级继续向太空飞行，超重型助推器则开始返回。但意外发生在助推器返程阶段。SpaceX随后公布的初步调查信息显示，助推器可能因燃料质量报警提前结束返回点火，飞行制导系统判断其无法以合适姿态返回发射塔，于是自动取消捕获尝试，转向墨西哥湾海上溅落。助推器最终在接近海面时发生爆炸。
第一级回收计划落空，但任务并未结束。进入轨道后，星舰上面级完成了14圈地球飞行，并部署了26颗新一代星链V3卫星。飞行期间，SpaceX还利用地面远程摄像设备以及卫星上的摄像设备，对飞船热防护系统进行观测。
11月14日，飞船执行离轨点火，重新进入大气层。返回过程中，飞船表面承受高温气流冲击，热防护系统需要抵御极端热环境。随后，它重新启动发动机，调整飞行姿态，逐步接近发射塔。最终，两只机械臂完成捕获。飞船发动机关闭，稳稳悬停在发射塔上。
对于SpaceX而言，这不仅是一次成功着陆，更是一次此前从未完成过的回收验证：让一艘经历轨道飞行和大气层再入的飞船，不必落入海洋，也不必依靠传统着陆平台，而是直接回到发射地点。
02
为什么
一定要用“筷子”接住火箭？
星舰这次最受关注的，不只是它成功返回，而是它没有像传统航天器那样通过降落伞、着陆支架或者海上回收完成任务，而是由发射塔机械臂直接捕获。
这套被SpaceX称为“筷子”的机械臂系统，是星舰可重复使用设计的重要组成部分。它既承担捕获任务，也参与飞行器在发射塔上的转运和维护。
过去，SpaceX已经多次利用机械臂成功捕获超重型助推器。但上面级飞船的回收难度更高。它需要先进入轨道，再经历高速返回和大气层再入，最后还要精确控制姿态与速度，在极短的时间窗口内与机械臂完成配合。
这意味着，飞船不仅要飞得上去，还必须能够安全地飞回来。
为什么要如此执着于回收？答案是发射成本和频率。目前，传统火箭通常只能实现部分重复使用，许多型号的上面级仍然是一次性消耗品。以SpaceX的猎鹰9号为例，其一级助推器能够回收再利用，但二级仍需在任务结束后被抛弃。
星舰则试图改变这一模式：超重型助推器和上面级都能返回地面，经过检查、维护甚至快速翻修后再次执行发射任务。如果这一目标最终实现，火箭就有可能从一次性使用的运输工具，逐步转变为可以反复执行任务的航天运输系统。
然而，成功捕获不等于已经实现快速复飞。飞船返回后，热防护瓦片是否需要更换，发动机及其他关键部件能否经受多次飞行，仍需要更多测试和数据验证。这次试飞真正证明的是：轨道级飞船返回发射场并被机械臂捕获，在技术上已经实现。
03
从月球到火星
星舰还要闯过多少关？
星舰的意义，并不局限于降低近地轨道运输成本。
SpaceX创始人埃隆·马斯克长期将星舰定位为人类前往月球和火星的重要运输工具。按照其设想，星舰未来不仅要承担卫星发射任务，还要具备运输人员、货物以及支持深空探索的能力。
美国国家航空航天局（NASA）也将星舰纳入阿尔忒弥斯（Artemis）载人登月计划。NASA正在推进利用星舰作为载人登月系统，将宇航员从月球轨道送往月球表面。按照目前的计划安排，美国希望在2028年前后实现新一轮载人登月。
不过，从一次成功捕获到真正承担载人深空任务，中间仍有不少难关。
首先是热防护系统。飞船每次从轨道返回，都要承受极高温度。如何让热防护瓦片在多次飞行后仍然保持可靠，减少检查和更换时间，是实现高频次复用的关键。
其次是发动机和整体结构的可靠性。星舰需要在不同飞行阶段完成发动机启动、关闭和重新点火，还要在复杂环境中保持飞行控制能力。此次超重型助推器因燃料质量报警提前终止返回段飞行，也说明整套回收系统仍需要进一步验证。
此外，捕获成功只是回收链条中的一个环节。如何快速完成检测、维护、补充燃料，并让飞船尽快再次升空，才是商业航天真正需要回答的问题。
本次星舰发射成功具有里程碑意义，却还不是终点。据路透社报道，此次任务是星舰迄今飞行时间最长的一次任务。飞船完成14圈地球飞行后返回发射场，成功实现此前从未完成过的轨道级回收。NASA方面也对这次突破表示欢迎。
对于商业航天而言，火箭能否重复使用，决定的不只是一次任务的成败，更关系到未来进入太空的成本、频率和规模。过去，人类不断寻找更强大的火箭，把卫星、探测器和宇航员送往更远的地方；如今，新的竞争正在转向另一个方向：如何让这些运载工具安全返回，并尽可能快地再次出发。
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