星舰回收表演“筷子”夹火箭：马斯克的“十月惊奇”所图者何？

北京时间2024年10月13日晚8时30分许，美国SpaceX的巨型运载火箭星舰（Starship）第五次实验，再次取得巨大进展：发射6分多钟后，第一级被发射塔架上的“筷子”机械臂夹住，成功回收，稍后，上面级在印度洋预定海域成功溅落。Elon Musk在X上发文称“飞船精准着陆了！实现了两个目标中的第二个。”

“星舰”总长121.3米，直径约9米，近似一座40层的摩天大楼，最大发射重量达5000吨，起飞推力7400吨，LEO近地轨道最大运载能力150吨，第一级SpaceX Super Heavy（超级重型）助推器空重超过200吨。

芝加哥大学航天史学家Jordan Bimm解读道：使用航天基建去捕获返回助推器，而不是像猎鹰火箭那样着陆，这是航空航天历史上从来没有尝试过的事情。CNN报道称“星舰”第一级“超级重型”助推器已在发射台完成“历史性着陆”。马斯克用不容置疑的成功，制造了他的“October Surprise”（十月惊奇，本指美国大选年十一月初投票日前夕可能出现影响选情的突发事件）。

可复用火箭：从“猎鹰9”到星舰

既然已经有了可复用火箭“猎鹰9”，SpaceX为何还要发展用“筷子”在空中抱住Super Heavy的回收方式呢？仅仅是为炫酷吗？事实上，这项看起来如科幻电影般的“筷子空中夹”是第二代可复用科技，当竞争对手尚未实现可复用火箭回收技术突破时，SpaceX已经领先了两代。

第一代可复用火箭“猎鹰9”，自带可张开的回收支撑脚架，这不但增加了火箭的结构复杂度，而且也增加了舰体结构重量、限制了运载效率。“猎鹰9”只能回收第一级助推火箭，上面级不能回收，所以回收率尚未做到最优。且其在降落后，要运回港口、放倒运输、返厂检修、再度运往发射场、起树、灌注燃料和氧化剂，然后才能再次发射。这一切都大大增加了金钱和时间成本，1枚箭体每年仅能发射几次，成本降低仍不够理想。Musk希望将发射成本从先前约1.5万美元/公斤，降低到0.1万美元/公斤，“猎鹰9”目前已降到约0.4万美元/公斤，但再进一步降成本，就得发展更新第二代回收科技。

“星舰”的“筷子空中抱”就是第二代可复用火箭回收科技：“星舰”不直接落地，省去了开合式支撑脚架，简化了箭体结构、减轻了结构重量、提高了运载效率。Super Heavy不再经过繁琐的返厂维修、运来运去的流程，而是被“筷子”抱住后，直接放在发射架上，检查维修、燃料和氧化剂灌注、再次发射任务的上面级吊装……同时在竖起的发射架上进行，大大节省了金钱和时间成本。Musk宣称每个发射/回收塔架每天可发射3艘“星舰”，可能有夸大宣传成分，但若能做到1周后进入下一次发射循环，1艘“星舰”每年就能进行50次发射，周转效率提升了一个数量级，这将大大降低运载火箭发射成本、提高经济效益。

“星舰”的第一级、上面级、火箭主体结构、昂贵的火箭发动机……都可反复多次使用，每次发射仅消耗廉价的甲烷和液氧