在爆炸声中又迈了一步！星舰V3首秀，拆解马斯克脱胎换骨的“十二飞”

| 网易智能

作者 | 小小

编辑 | 王凤枝

北京时间5月23日清晨，埃隆·马斯克(Elon Musk)旗下太空探索技术公司SpaceX在位于得克萨斯州南部的星港基地，进行了星舰系统的第十二次综合飞行测试。

此次飞行由Ship 39星舰飞船与Booster 19超重型助推器组成，不仅是星舰系统第三版构型(V3)的首次轨道级亮相，也同步启用了专为V3建造的星港2号发射台(Pad 2)。

整个任务沿亚轨道飞行，持续时间超过一小时。升空约7分钟后，Booster 19超重型助推器在返航过程中因返航点火(boostback burn)提前中止等异常，未能成功按计划完成受控溅落。Ship 39飞船则在成功部署22颗卫星后，于发射后约47分47秒开始再入大气层，约65分钟后溅落西澳大利亚海岸附近的印度洋水域，并在接触水面后部分发生爆炸。

从已披露的信息看，尽管助推器回收环节出现异常，但SpaceX完成了卫星部署、飞船亚轨道飞行与溅落等主要程序，任务达成核心目标。

这是自2025年10月以来，星舰在历经七个月的大规模改造后重新恢复飞行。马斯克在发射前曾概括这次升级的幅度："星舰V3的几乎所有部件都与V2不同。"

发射推迟背后的插曲

一个液压销与40秒的博弈

“十二飞”的首次发射尝试原定于北京时间5月22日早上进行。SpaceX团队在全新的星港2号发射台上为这枚高达124米的火箭加注了超过5000吨的超冷甲烷和液氧，但在倒计时进入最后40秒时，任务控制中心发出取消指令。

发射被叫停后，马斯克很快在社交媒体X平台上发文解释故障原因："固定塔臂的液压销没有缩回。如果今晚能修好，我们将在明天再次尝试发射。"SpaceX发射评论员丹·霍特(Dan Huot)在直播中进一步说明，团队是在首次操作这些全新系统，无法在倒计时最后数秒内解决所有问题以达到发射状态。

连夜修复后，SpaceX选择在22日恢复试射。这是从5月16日外界首次捕捉到发射迹象算起，SpaceX在约一周里三次变更发射时间。此前，根据空域和海上警告通知，外界一度预计发射最早可能在5月16日进行，但SpaceX在周末前推迟了准备工作节奏，5月19日又进行了一次全面加注合练，最终将目标日锁定在5月22日。

此次飞行的路径也较此前有所调整。SpaceX为“十二飞”选择了一条更偏南的海上航线，火箭在墨西哥湾上空从尤卡坦半岛东北海岸和古巴西端之间穿行，而非此前任务使用的佛罗里达海峡上空。这一调整涉及火箭飞行安全区和海上溅落区的重新协调，也与新发射台的位置、V3构型的性能特征相匹配。

任务全过程中，SpaceX明确不会对任何一级进行回收。Booster 19超重型助推器在升空后约7分钟执行返航点火时出现异常，未能按计划完成受控溅落。Ship 39飞船则沿着亚轨道飞行约65分钟，在完成部署测试后，于印度洋溅落。这一保守选择与此次飞行的性质直接相关，在新构型和新发射台同时首飞的条件下，核心任务是获取飞行数据，而非验证回收。

让火箭长出“眼睛”

防热大底首次迎来太空自检

SpaceX在任务描述中称，“十二飞”的主要目标是在真实飞行环境中首次演示V3构型下的所有新部件。"星舰架构的每个元素都进行了重大重新设计，以实现完全和快速的可重用性，这些重新设计融入了多年开发和测试的经验教训。"因为所有新元素都是首次飞行，SpaceX决定不尝试捕获Ship 39或Booster 19，以降低风险并将数据获取置于首位。

有效载荷部署是本次任务的另一重要目标。Ship 39携带了22颗卫星，数量接近此前飞行任务的两倍。这其中20颗为标准质量的模拟星链卫星，用于测试升级后的星链PEZ分配器机构。该分配器配备了新设计的执行器和逆变器，旨在提高单颗卫星的部署速度。星链卫星的大规模快速部署是星舰投入商业运营后的核心任务之一，分配器性能的验证直接关系到后续星座组网节奏。

剩余两颗经过特殊改装的卫星则承担了独特的“自检”任务。SpaceX在任务描述中写道："最后两颗部署的卫星将扫描星舰的防热大底，并将图像传输给地面操作员，以测试分析星舰防热大底是否为未来任务返回发射场做好准备的方法。"

为配合这一扫描，工程师们事先将星舰表面的几块防热瓦涂成白色，用以模拟缺失瓦片并作为成像测试的醒目标靶。此外，在升空时，星舰有意缺失一块防热瓦，以便精确测量当瓦片脱落后，相邻瓦片在再入过程中承受的气动载荷差异。这是SpaceX第一次在飞行中主动设置防热瓦缺陷进行对照测试。

防热大底是目前整个星舰项目中最突出的技术瓶颈之一。马斯克在2月的一次播客采访中直接点出："星舰剩余的最大问题是什么？是让防热大底变得可重用。从来没有人制造过一个可重用的轨道防热大底。"根据他的说法，星舰在过往飞行中掉了很多瓦片，"如果没有大量工作，它是不可重用的"。而每次飞行后对大约40,000块瓦片进行人工检查与更换，显然不符合星舰“快速重复使用”的设计初衷。

“十二飞”中两颗“自拍”卫星提供的实时图像，以及故意缺失瓦片的对照数据，将帮助工程师更准确地理解再入过程中的热载荷分布和瓦片脱落机制。

除了防热大底测试，本次飞行原计划在太空中重新启动其中一台猛禽发动机，以验证这项“关键能力”。但在实际飞行中，飞船在初始燃烧阶段六台猛禽发动机中仅五台正常工作，SpaceX因此跳过了这一演示项目。在轨重新点火是未来执行月球、火星及深空任务所需的关键机动能力，也是此前任务中未充分验证的项目之一。

一场脱胎换骨的大改

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从发动机到发射塔全面重构

星舰V3构型的改进几乎涉及每个系统。SpaceX官网更新页指出，这些新元素旨在"实现星舰能力的跨越式提升，并解锁飞行器的核心功能，包括完全快速可重用、太空推进剂转移、部署星链卫星和轨道数据中心，以及将人员和货物送往月球和火星的能力"。

超重型助推器V3

超重型助推器V3的栅格翼构型出现了醒目变化。栅格翼的数量从四个减至三个，但每个栅格翼的面积较此前增加了50%，结构强度也显著提高。每个栅格翼内含一个新的捕获点，并在助推器上调整了角度，以便未来支持起降捕获操作。为了降低热分离期间星舰上级发动机尾焰的热暴露，栅格翼的安装位置被整体降低。同时，此前暴露在助推器外部的栅格翼转轴、执行器和固定结构，已全部移入助推器主燃料箱内部，获得了更好的保护。

热分离方式同样彻底重建。一个集成式热分离结构取代了此前一次性使用的保护级间段。在级间分离时，助推器燃料箱的前穹顶直接暴露在星舰发动机的高温尾焰中，防护手段完全依赖助推器内部的燃料箱压力，外加一层非结构钢壳。连接飞船和助推器的级间段执行器在分离完成后会自动缩回，从而进一步屏蔽发动机尾焰。这意味着V3将热分离从一种“牺牲式”方案转变为可重复使用的结构设计。

助推器内部最关键的变革在于燃料输送系统。一条负责将低温推进剂从主贮箱输送给底部33台猛禽发动机的输送管被完全重新设计，其尺寸大幅增加，SpaceX的表述是"大约相当于一枚猎鹰9号火箭的一级"。以猎鹰9号一级直径约3.7米的尺寸来衡量，这条输送管的直径已经达到中型运载火箭箭体量级。新设计带来的直接收益是，全部33台发动机能够同时启动，并执行更快、更可靠的翻转机动。

尾部热防护系统同步进行了重新设计。此前每个发动机单独配置的大型护罩被取消，改为在发动机之间的表面区域以及中心13台发动机推力矢量控制硬件周围增加屏蔽。随着尾部空腔和发动机护罩一并取消，原先安装在其中的二氧化碳灭火系统也被移除。这一简化使助推器尾部结构大幅精简，减少了维护点数量。

与发射台的连接方式也发生了改变。超重型助推器V3将原来单一的快速断开接口替换为两个物理分离的连接点，分别用于燃料和氧化剂的加注。这为地面与火箭之间的流体连接提供了额外冗余，同时允许发射台的支撑机构更小、更简洁。

星舰飞船V3

星舰飞船V3的推进系统进行了"全面的重新设计"，实现了一种新的猛禽发动机启动方法，增加了推进剂贮箱容积，并改进了飞行中用于转向的姿控系统。推进系统的更新还减少了飞行器尾部可能积聚推进剂泄漏的封闭空间，提高了安全性。尾部流体和电气系统的布线方式也经过重新规划，这是取消单个发动机护罩的技术前提之一。

尾部襟翼的驱动系统从每个襟翼配备两个执行器改为一个带有三个电机的执行器。这一改动在提升冗余度的同时，三个电机互为备份，减轻了系统的总质量和成本，对返回发射场操作时的可靠性有直接帮助。

为满足未来深空任务需求，星舰V3被明确赋予“长航时飞行能力”。具体配置包括：一套更高效的姿控系统、高压气体隔离阀、头锥供应系统100%真空夹套覆盖、一套高压电驱动低温再循环系统，以及一个专门用于在太空长期滑行期间管理低温推进剂与发动机相互作用的系统。

在飞行器背风侧，四个新增的"对接漏斗"和配套的推进剂管线连接，是为飞船间推进剂转移，即太空加油，所做的直接硬件准备。这是星舰执行任何地月轨道以远任务的前置能力。

星链PEZ分配器机构也得到升级，配备了新设计的执行器和逆变器，目标是提高每颗卫星的部署速度。对于需要在单次发射中部署数十颗卫星的星座组网任务而言，分配器的工作节奏直接影响任务效率。

猛禽3发动机

猛禽3发动机是整个V3构架的动力核心。与上一代相比，海平面型号的推力从230吨提升至250吨，真空型号从258吨提升至275吨。推力的提升并非通过简单增加燃烧室压力实现，而是伴随着结构设计的深度简化。

传感器和控制器被集成到发动机内部，由发动机自身的热防护系统覆盖保护。这一设计决策使SpaceX能够取消星舰和超重型助推器上此前为每台发动机单独配置的外部护罩。所有发动机型号均采用了重新设计的点火系统。

质量方面，海平面型号从1630千克降低到1525千克。通过简化发动机本体、飞行器侧配套设施以及支撑硬件，在飞行器级别计算，每台发动机节省了约1吨质量。对于配备33台发动机的超重型助推器和6台发动机的星舰飞船而言，这一减重幅度累计可观。

航电系统

星舰V3首次应用了一套全新的航电架构，专门为高飞行率、完全可重用性和增强可靠性而设计。助推器与飞船两套飞行器系统合计包含约60个定制航电单元，将电池、逆变器和高压电力分配集成在单个组件中。整套系统能够跨飞行器提供约9兆瓦的峰值功率，并具备分布式故障隔离能力，某一单元的故障不会导致全系统瘫痪。

导航系统升级为多传感器方案，在即将执行的任务和各种环境条件下均具有高冗余度，设计目标是实现精确自主飞行。新型精密射频传感器用于在微重力环境下测量推进剂液位，这在太空推进剂转移操作前至关重要，因为液位测量不准将直接影响转移精度和安全裕度。

摄像头系统大幅升级，总共提供约50路视图，覆盖飞行器各个关键部位。所有视频数据通过一条480 Mbps的冗余高速、低延迟星链连接实时下传至地面。这是星舰首次利用自有的星链网络实现飞行器视频的宽带实时传输。

星港2号发射台

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星港2号发射台与V3火箭同步启用，位置在此前所有星舰测试飞行所使用的发射点以西约300米。推进剂库储存容量得到扩充，泵送能力显著增加，目的是缩短飞行器加注时间。发射塔上的筷子机械臂经过重新设计，现在长度更短，能够以更快速度运动，以便在捕获操作时更好地追踪返回的飞行器。其主要执行器从液压驱动改为机电驱动，在速度、冗余度和可靠性上均有提升。

用于向星舰上级加注推进剂的快速断开臂得到结构加强并重新封装，在发射期间会旋转至离火箭更远的位置以提供保护。发射台结构和压紧装置完全重新设计，重点改善载荷分布、回推可靠性和飞行器在飞离过程中的保护。

发射台内部，双向火焰导流器和顶层火焰偏转器经过全新设计，目标是彻底消除发射后的烧蚀现象，使这些表面无需在每次发射后进行翻新。用于超重型助推器推进剂加注的快速断开装置被移至发射台另一侧，并拆分为独立的甲烷和氧气机构。各种排气阀、隔离阀和过滤器则重新安置在发射台侧面的一个加固地堡中，该地堡大幅缩短了与火箭的距离，同时将氧气和甲烷系统隔离到不同房间，以确保安全。

下半年轨道首秀

卫星发射与太空加油提上日程

SpaceX在5月20日向美国证券交易委员会(SEC)提交的IPO招股书中，首次以正式文件形式披露了星舰的后续运营规划。公司明确预期，星舰将于2026年下半年开始向轨道交付有效载荷。

星链巨型星座的后续部署高度依赖星舰。招股书中指出，SpaceX"目前的运营火箭，包括猎鹰9号和猎鹰重型，无法部署V3卫星和V2 Mobile卫星"。按照规划，一次星舰发射最多可携带60颗V3星链卫星或50颗V2手机直连卫星。SpaceX计划让V3卫星提供每颗每秒1太比特(1 Tbps)的吞吐量，并在2027年通过V2 Mobile卫星提供更全面的手机直连服务。

推进剂转移是另一个必须在近期验证的关键技术。SpaceX在招股书中坦承："在轨加油是复杂的，我们尚未演示或尝试过。我们可能无法在我们目前预期的时间表上开发、商业化、规模化或成功实施这些或其他战略举措，或者根本无法。"

但这份风险提示恰好说明了推进剂转移的不可或缺性。NASA与SpaceX持有价值超过40亿美元的载人登月着陆器合同，星舰V3未来必须演示推进剂转移能力。NASA马歇尔太空飞行中心HLS系统工程与集成经理汤姆·珀西(Tom Percy)指出："第一次推进转移飞行对NASA和SpaceX都非常重要，我们期待看到它并从中获得一些真正好的数据。"

对于项目整体进度，马斯克在发射前保持了积极但留有余地的表态。他在X平台上写道："星舰的生产线已满，今年将完成大约10艘以上的飞船和大约一半数量的助推器，所以，如果出现问题，除非发射台被毁，否则不会造成重大挫折。"

招股书还描绘了更长周期内的能力目标。SpaceX预计星舰V3能够将100吨有效载荷送入近地轨道，未来版本将进一步提升至200吨，并最终达到每年100万吨的总发射量。围绕这一能力，SpaceX提出的远期应用场景包括轨道AI数据中心、月球稀有资源开采并直接运回地球，以及全球点对点极速客货运输。

万亿市值前的大考

一次发射如何牵动IPO定价

“十二飞”的时间窗口与SpaceX的IPO进程高度重叠。5月20日，在发射计划的前一天，SpaceX正式向SEC提交上市申请。市场预计此次IPO将筹集高达750亿美元，公司估值目标约1.75万亿美元，若达成将成为有史以来规模最大的IPO。

招股书首次全面披露了星舰项目背后的财务数据。SpaceX在星舰开发上的累计投入已超过150亿美元。其中2025年全年投入30亿美元，2026年第一季度投入近9亿美元。这些巨额支出直接影响了公司盈利能力。

2025年，SpaceX太空部门运营亏损6.57亿美元。2026年第一季度，该部门运营亏损进一步扩大至6.62亿美元，公司明确将此归因于对星舰及相关基础设施的持续加大投资。SpaceX表示，预计今年将继续增加研发投入，其中约80%花在内部制造环节。

在风险因素部分，招股书将星舰列为首要风险。文件明确指出，大规模开发星舰或在实现所需发射节奏、可重用性和后续能力方面的失败或延误，将延迟或限制公司执行增长战略的能力，包括部署下一代卫星、全球卫星到移动连接和轨道AI计算，并可能对业务、财务状况、运营结果和未来前景产生重大不利影响。

招股书进一步列举了具体挑战：超重型助推器和星舰上级的“可靠的高节奏返回发射场操作”、飞行器的快速和频繁重用，以及“在过渡到频繁操作飞行期间管理公众和监管对异常事件的容忍度”。文件特别指出，如果星舰未能实现完全可重用性或快速周转，可能面临单次发射成本上升、大型星座部署延迟、收入增长延迟和资本需求增加等后果。

对于轨道AI计算这一新业务方向，招股书的表述更为直白："规模化的AI计算卫星需要星舰的完全可重用性才能在经济上具有吸引力。"

正因如此，“十二飞”的成败被资本市场赋予超出技术测试本身的权重。数据分析公司PitchBook的高级研究分析师弗朗科·格兰达(Franco Granda)评论称："对于如此严重依赖叙事和象征意义的IPO，我们认为这次飞行是SpaceX日历上最重要的IPO前催化剂。"他指出，如果发射结果糟糕，投资者热情可能“急剧减弱”。

美国联邦航空管理局(FAA)局长布莱恩·贝德福德(Bryan Bedford)在发射前夕的一次行业论坛上透露，SpaceX总裁格温·肖特韦尔(Gwynne Shotwell)向他介绍了公司的远期目标：“五年内达到每年10,000次发射的愿景”。贝德福德的回应相当审慎，他表示FAA在批准此类扩张之前“需要看到更多的可靠性”。

他补充说，目前FAA尚不构成太空发射的限制因素，但“我可以看到一个未来，我们将成为限制因素，因为我们没有为我们的太空团队投入足够的资金。”

斯坦福大学航天专家、前NASA艾姆斯研究中心主任G.斯科特·哈伯德(G. Scott Hubbard)将此次发射的风险评价为“巨大的”。他补充说：“政府决定为载人登月着陆器选用这种‘放手交给企业’的合同模式，现在轮到这些公司用实力说话了。”战略咨询公司Analysys Mason合伙人安托万·格雷尼尔(Antoine Grenier)则从商业角度分析：“如果发射顺利进行，那么它将真正为更多的太空基础设施和月球合同铺平道路。”

Neuberger Berman高级投资组合经理丹尼尔·汉森(Daniel Hanson)管理着持有SpaceX股票的基金，他的看法相对理性："SpaceX的执行履历无人能及，但星舰这件事本身就极难做好。这个团队总会在合适的时候攻克它，届时将释放巨大价值。"这一判断概括了投资圈的普遍心态：承认技术难度，但依然押注SpaceX的执行力终将兑现。

飞船完成主要程序但助推器出现异常、关键点火测试被迫跳过。“十二飞”恰恰印证了这一判断：技术难度切实存在佣金最低，但SpaceX仍在逐步推进。