星艦第13次發射：20顆V3星鏈衛星為何全燒毀

美國SpaceX“星艦”又要升空了。7月12日，SpaceX上線第13次綜合飛行測試任務頁面，宣布星艦最快于美國中部時間7月16日17時45分發射，窗口持續90分鐘。換算成北京時間，就是7月17日6時45分，發射地點仍是美國得克薩斯州南部星艦基地的二號發射臺。

這一次執行任務的是20號超重型助推器和40號星艦飛船，它們都是V3版本，也是新一代星艦第二次接受完整飛行考驗。第13次試飛看起來與上一次路線相似，但任務性質已經明顯不同。它不但要補上第12次試飛留下的技術缺口，還將首次帶著20顆真正的星鏈V3衛星飛向太空。

過去幾次星艦試飛雖然進行過載荷釋放，但大多是尺寸和重量接近真衛星的模擬器，用來驗證艙門、釋放機構和飛船姿態控制。第13次試飛則跨出了一大步。

SpaceX公布，40號星艦將攜帶20顆下一代星鏈V3衛星。飛船達到預定亞軌道軌跡后，這些衛星將被逐一釋放，隨后展開太陽能電池陣列和通信天線，嘗試與南非地面站建立聯系，并通過高容量星間激光鏈路接入現有星鏈網絡。

不過，這20顆衛星不會像常規星鏈衛星那樣進入長期運行軌道。SpaceX明確表示，它們將與星艦處在相同的亞軌道軌跡上。這意味著它們在完成展開、通信和激光鏈路驗證后，軌道高度會迅速下降，最終進入稠密大氣層燒毀。

為什么要這樣安排？

因為星鏈V3衛星比現役型號更大，通信能力也更強，未來很可能主要依靠星艦批量發射。獵鷹9號的整流罩和運載能力終究有限，星艦的大型貨艙才是V3衛星真正配套的運輸工具。

星艦第12次試飛于今年5月22日進行，那也是V3版星艦第一次完整飛行。從結果來看，星艦飛船成功進入預定亞軌道軌跡，完成載荷釋放，最后在印度洋受控濺落。但整個任務并沒有完全達到預期，尤其是超重型助推器的返航過程出現了明顯異常。

按照SpaceX最新公布的調查結果，飛船發動機啟動時存在輕微的時間差，導致級間分離后助推器的翻轉方向偏離了大約90度。超重型助推器需要先調轉箭體，再點燃部分猛禽發動機，飛回預定濺落區域。偏差達到90度，后面的返航點火自然會變得十分困難。

更加麻煩的是，助推器準備實施返航點火時，33臺猛禽發動機中有5臺出現重新點火問題，返航燃燒被迫提前結束，最終無法完成預定的柔和濺落。

上級飛船同樣遇到了發動機故障，級間分離大約40秒后，飛船3臺真空版猛禽發動機中的1臺停止工作。星艦依靠剩余發動機繼續飛行，仍然達到了預定速度和軌跡，證明V3星艦具備一定的單機故障容錯能力，但原計劃進行的太空發動機重新點火試驗沒有完成。

原因就在于，V3星艦還沒有穩定到可以貿然挑戰高風險回收。20號助推器將在完成級間分離后實施翻轉和返航點火，隨后在海面上方進行著陸點火。SpaceX公布的時間線顯示，助推器大約在發射后3分鐘開始返航燃燒，約6分27秒啟動著陸點火。它要驗證的是發動機重新點火、姿態控制和低空減速能力，而不是飛回發射塔。

40號星艦也不會返回得克薩斯州。它將在釋放衛星、完成太空發動機點火后進入大氣層，通過腹部朝下的姿態承受再入熱流。飛船表面的黑色隔熱瓦負責抵擋高溫，前后襟翼不斷調整姿態，使這艘一百多米長的飛行器像跳傘一樣減速下降。

在接近海面時，星艦會迅速翻轉到豎直狀態，點燃發動機減速，最終在印度洋受控濺落。飛船大約在發射后47分30秒開始再入，約65分鐘后實施最后的翻轉和著陸點火。

V3星艦的穩定性還需要驗證，只要助推器翻轉角度、發動機推力或者返回軌跡稍有異常，就可能威脅價值極高的發射塔。對SpaceX來說，箭體可以繼續制造，發射設施一旦損壞，整個試飛計劃都可能停下來。

星艦第13次試飛還將繼續拿隔熱瓦做試驗，SpaceX在后襟翼附近安裝了多種測試隔熱瓦，后裙部也采用了改進型瓦片和不同的連接機構。真實飛行能夠告訴工程師，哪一種連接方式更能承受振動、冷熱變化和高速氣流沖擊。

飛船表面還有部分隔熱瓦被特意涂成白色，這些白色區域可以形成明顯的視覺反差，模擬隔熱瓦缺失或異常狀態，為衛星攝像機提供成像校準目標。將來攝像系統看到類似特征時，地面團隊就能判斷它究竟是一塊真正脫落的隔熱瓦，還是光照、陰影和拍攝角度造成的誤判。

第13次試飛還將首次使用帶有載荷傳感器的隔熱瓦，直接測量瓦片和連接機構承受的力。按照SpaceX公布的方案，這次星艦在上升過程中將承受比以往試飛更高的動壓。

動壓可以簡單理解為高速氣流拍打火箭外殼的力量，空氣越密，飛行速度越快，氣流施加在火箭表面的壓力就越大。火箭經過最大動壓區域時，箭體、襟翼和隔熱瓦連接結構都要承受十分復雜的載荷。

星艦已經飛了12次，為什么每次還像在闖關？

因為SpaceX追求的并不是讓一枚巨型火箭偶爾飛成功，而是讓它像民航飛機一樣反復使用，兩者之間隔著巨大的工程鴻溝。一枚火箭成功升空，只能說明當時的設備、環境和操作組合恰好奏效。連續多次飛行都能正常點火、分離、返回和著陸，才能說明整個系統開始具備可重復性。

第13次試飛不會直接完成星艦的完全復用，仍在在驗證飛行，同時又增加了真實衛星部署這一任務。如果20號助推器能夠正常完成翻轉、返航和海上著陸點火，40號星艦能夠釋放20顆衛星、在太空重新點燃發動機并安全濺落，V3星艦就算真正站穩了第一步。

下一階段才有可能挑戰進入穩定軌道、飛船返回發射場、機械臂抓取上級飛船，以及更加復雜的軌道加注。