要点:
SpaceX星舰/Starship的第四次试飞任务顺利升空，并且上级和下级火箭都顺利完成任务。自上次发射至今近3个月的“归零”时间里，一直秉承“快速迭代”理念的SpaceX在对星舰在前三次的测试经验中，做了不同级别的升级改造。
科技正以前所未有的速度和规模发展，引发多个领域的变革，塑造了新的商业模式，甚至重塑了全新社会结构。我们一起，从科技创新中洞察社会转型和升级的机遇。
狂呼科技研究所聚焦科技创新对当今世界的影响，以独特、前瞻的科技视角，洞察科技时代下涌现的“创新革命”。
狂呼，以最具突破性的技术塑造我们的未来，为大众捕捉科技商业先机，探索当今人类社会面临的重大挑战。
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今天，美国太空探索技术公司/SpaceX在得克萨斯的“星际基地”/StarBase发射场进行了代号为“星舰”/Starship的重型运载火箭第四次试验性发射，并取得了完美成功。
在发射后的2分钟多时间里，星舰飞船与超重鹰火箭成功分离，随后，超重鹰火箭的一级助推器成功降落在墨西哥湾。在之前的试飞中，SpaceX已经完成了一系列目标，包括首次达到轨道速度、打开和关闭星舰的有效载荷舱门、在星舰滑行阶段进行推进剂转移演示以及星舰重新进入地球大气层等。而这第四次试飞的核心目标，正是测试超重鹰火箭和星舰飞船的回收能力。
四试告捷：软着陆首次成功<br data-mce-fragment="1">大约47分钟后，星舰重新进入大气层。整个再入过程持续约6分钟，利用星链提供的卫星互联网能力，星舰飞船上的摄像机向外界实时直播了这一过程，让观众们目睹了飞船穿越大气层时周围等离子体形成的壮观景象。
在穿越大气层后，星舰飞船的信号短暂中断，但很快画面恢复，SpaceX总部传来了欢呼声。最终，经过约1小时的飞行，星舰飞船在再入过程中成功着陆燃烧，并安全溅落在印度洋。
这次飞行测试是SpaceX取得的前所未有的成功，尽管飞行过程中仍然遇到一些小问题，但星舰几乎按计划完成了全部流程。这也让人们对星舰的第五次试飞充满期待，或许在下一次，星舰将进行完整的入轨及回收测试。
另外值得一提的是，相比第三次试飞，其实SpaceX对第四次试飞的目标进行了简化，不再包含一些高风险测试，其中包括上次未完成的在轨重新点火猛禽发动机，以及不会真正入轨飞行。因此，星舰的第四次试飞大大降低了飞行的复杂性，进而也增加了飞行的成功率。
而自上次发射至今近3个月的“归零”时间里，一直秉承“快速迭代”理念的SpaceX在对星舰在前三次的测试经验中，做了不同级别的升级改造。
前3次试射：积跬步以至千里<br data-mce-fragment="1">火箭的第一级被称为“超重型助推器”，高达71米，可加注3400吨推进剂，总起飞推力达到7590吨，比“阿波罗计划”使用的土星5号重型火箭的推力还多出两倍多。
第二级实际上是一艘特殊的飞船，高约50米，可加注1200吨推进剂，推力约为1500吨。第二级顶部设有类似航天飞机的可开合式载荷舱，并覆盖有隔热瓦，具备载荷下行和回收复用能力。
为了推动如此庞大的火箭，星舰一级使用了33台海平面推力230吨的“猛禽”液氧甲烷发动机，而二级则使用了6台猛禽发动机，其中3台为真空版“猛禽”，真空推力为285吨。
SpaceX公司宣称V2版星舰在猛禽发动机的助力下，可实现近地轨道不低于100吨的重复使用运力。
在2023年4月20日的首次发射中，星舰遇到了问题，其中3台发动机工作异常，火箭起飞后不久即失去了推力矢量控制并开始旋转，最终宣告失败。在11月18日的第二次试射中，一级飞行正常，33台发动机成功点燃并工作至分离，但在回收点火过程中一级突然爆炸。随后，二级在接近燃尽关机时突然失联。尽管这次发射也未获成功，但成功地突破了单芯级30台以上发动机并联工作不可靠的难题。
今年3月14日，星舰进行了第三次试飞，取得了进一步的进展。火箭的两级上升段均表现正常，二级成功进入了预定的亚轨道。在分离后，“星舰”一级如同猎鹰9号火箭一级一样，完成了调头、点火、反推等流程，但在即将落海时失控。
星舰二级在一次关机后，首先进行了星链部署舱门的开闭试验，尽管最初遇到了舱门卡涩的问题，但随后的低温推进剂转移试验取得了成功。然而由于姿态失稳，SpaceX团队不得不取消原定的离轨点火试验。
在绕地球飞行约半圈后，二级重新进入大气层，迎风面被粉红色等离子体包围。但由于姿态失控，未能使隔热瓦有效对准再入方向，最终失去了遥测信号并解体坠海。
试射结束后，SpaceX在美国联邦航空局的监督下展开了调查工作。虽然一级软着陆失败，但仍落在预定区域。此外，二级也保持了预定弹道，尽管在再入时解体，碎片也均落入无人洋面。由于这些事件未涉及公共安全，美国联邦航空局宣称后续的星舰发射审批流程可大幅简化。
但通过第三次试飞，SpaceX获得了许多关键数据，并在此基础上对本次试飞的星舰进行了多项改进。
虽然整体发射计划架构未变，但一直秉承“以飞代试”理念的SpaceX，每一次试射都在融入更多的测试项目，逐步完善星舰的设计和试验数据。
根据SpaceX公布的流程图，星舰进行了第四次试飞，相较上一次删除了舱门开启、推进剂转移和离轨点火等三项试验，但又新增了三个新的试飞节点。
首先，在起飞约4分钟后，星舰一级将会摆脱9吨重的热分离环，以减轻一级的回收负担。这一新增环节引起了一些困惑，因为星舰的目标是完全可重复使用，不应该丢弃任何结构部件。据相关数据分析认为，目前星舰可能受到结构超重问题的困扰，抛弃热分离环可能是为了暂时确保回收成功。根据曝光的后续V2、V3版星舰设计，SpaceX将重新设计热分离结构。
其次，前三次星舰试飞中，二级均未能成功经受再入地球大气层的考验。而在第四次试飞中，新增了两项新动作：
1、在距离海面几公里的位置，通过四个翼面的组合动作将自身“支撑”起来，从近水平姿态转变为垂直下降；
2、启动猛禽发动机进行反推减速，直至在距海面几十米的位置悬停，然后再关闭发动机溅落海面。
实际上，这些动作是在星舰轨道发射之前进行的“五射四炸”万米高亚轨道试飞的一部分内容，这一翻转动作也被网友戏称为“神龙摆尾”。这一试验环节正是对未来二级回收的全面预演，如果不能可靠地完成翻转和点火反推，星舰将无法在发射台上被“大筷子”机构可靠地捕获和回收。
为了实现星舰的捕获回收，发射台上的代号为“大筷子”的捕获和吊装机构近期进行了密集测试，开合速度明显提升。然而，与发布会时公布的捕获回收模拟视频相比，夹持速度仍然有所欠缺，因此可能需要更多的测试。
马斯克此前表示，如果星舰一级的落海流程正常，最快将在第五次发射中尝试使用发射台进行捕获回收。鉴于二级回收的难度较大，预计将在后续成熟后再利用发射台进行捕获回收，这样才能实现星舰的两级完全回收。
星际之旅：任重而道远
2021年，NASA宣布SpaceX成为美国“阿尔忒弥斯”重返月球计划中“载人登月舱”的首选供应商，将在“阿尔忒弥斯-3”任务中执行首次载人登月。其设计方案是基于星舰的二级改造，打造一款专用于月球登陆的改版“登月舱”。
为实现将星舰用作登月舱的目标，SpaceX需要设计专门用于在轨加注的低温推进剂的星舰版本。 NASA在4月26日的载人登月会议上公开了星舰登月前最关键的试验：大规模低温推进剂在轨转移试验。这是星舰完成“发射-再入-回收”循环后，面临的最重大挑战。
根据最新计划，SpaceX直到2025年才能实施首次在轨加注试验。届时，两艘星舰将从博卡奇卡的“星际基地”发射升空，第一艘船（称为Target）将在轨接收推进剂，并配备主动对接机构和导航设施。第二艘船（称为Chase）将在轨输出推进剂，并配备被动对接机构。两艘船将在轨对接并传输推进剂，随后分别再入大气层，返回发射场。
截至目前，该项目2024年的各项准备工作已经完成，尤其是第三次星舰试飞中的在轨推进剂转移试验，NASA已确认试验成功。但针对2025年试验的准备工作，包括对接机构、导航设备、在轨加注用快速脱插口/Quick disconnects以及甲烷推进器/Hot gas thrusters仍在研发中。
甲烷推进器是其中最重要的一部分，它实际上是一款小型甲烷发动机，将用于星舰在着陆月面过程中的姿态调整和减速。登月舱预计将以环形排列方式安装24台，且具备冗余性，总推力达到379吨。然而，该发动机至今尚未公开亮相，直到NASA最近的会议才确认该发动机仍在研发中。
如果在轨加注无法突破，星舰载人登月将难以实现，载人登陆火星更是遥不可及。只有等到2025年的这次试验成功后，NASA才能要求进行星舰的无人登月试飞，成功后才能进行首次载人登月试飞。
根据目前的进度，星舰的无人登月试飞很可能要等到2026年才能进行，因此业内人士认为，星舰正式的载人登月可能会推迟到2027年甚至更晚。
SpaceX的发展给整个行业带来了巨大的价值，它将原本曲折的道路走得十分顺畅。首先，SpaceX证明了商业航天的可行性。过去，只有国家才有能力进行航天探索，但SpaceX证明了航天行业是可以盈利的，这也增加了更多人投身其中的信心。其次，SpaceX证明了航天技术是可以迭代的。过去，航天行业对失败非常敏感，但现在，通过SpaceX的例子，人们认识到，即使一次任务失败，只要带来了价值，那也是可以接受的。而SpaceX又会做出哪些突破性的创新与进步？或许第五次飞行测试会告诉我们答案。
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