马斯克SpaceX创造历史：「筷子夹火箭2.0」，星舰飞船首次被发射塔捕获

机器之心编辑部

今天凌晨，SpaceX 再次上演了堪称科幻电影的一幕。

在经历超过 22 小时的太空飞行、绕地球飞行 14 圈后，一艘高约 52 米的巨型飞船，重新穿过大气层，飞回美国得克萨斯州的星舰基地。

在距离地面不远的地方，星舰重新点燃发动机，完成最后的翻转与减速，精准进入发射塔两条巨大机械臂之间。随后，发动机关闭，机械臂稳稳接住飞船。

这是人类首次成功用发射塔机械臂捕获一艘从地球轨道返回的星舰，也意味着 SpaceX 距离完全可重复使用的轨道运输系统，又近了一大步。

发射前，马斯克曾在 X 上表示，SpaceX 将尝试同时捕获超重型助推器和星舰上面级。如果两者都成功，将意味着一套轨道火箭的所有主要飞行部分首次完整返回地球。

他将其称为「让生命成为跨行星物种所需要的关键突破」。

不过，SpaceX 此次并未实现预期中的「双回收」。超重型助推器在返回过程中出现异常，最终坠入墨西哥湾。真正创造历史的，是星舰上面级（upper stage）。

从太空返回，再被「筷子」接住

有多难？

过去十多年，SpaceX 已经通过猎鹰 9 号证明，火箭不是只能使用一次。

发射后，猎鹰 9 号的一级助推器可以重新点火、减速并垂直着陆，经过检查和翻修后再次执行任务。这项技术极大改变了商业航天的成本结构。

但猎鹰 9 号始终存在一个限制：它的第二级火箭无法回收。

SpaceX 的星舰，则希望把这种重复使用能力扩展到整套运载系统。

完整的星舰系统高约 124 米，由下方搭载 33 台猛禽发动机的超重型助推器，以及上方的星舰飞船组成。

按照设计，超重型助推器负责将星舰送向太空，随后返回发射场；星舰继续加速入轨，部署卫星或执行其他任务，最后同样返回地球。

两部分都可以重复使用，才有机会让航天运输逐渐接近民航客机的运营模式。

但难点在于，从太空返回一艘飞船，比回收一级助推器复杂得多。

一级助推器在相对较低的速度下分离，经历的返回过程相对短暂。而进入近地轨道的星舰，飞行速度达到每秒约 7.8 公里。要让这样一个庞然大物安全返回，必须同时解决高速再入、热防护、姿态控制和精准着陆等一系列难题。

其中最棘手的，首先是热防护。

当星舰以轨道速度重新进入大气层，前方空气被剧烈压缩，形成极高温气流。飞船需要依靠覆盖在迎风侧的数千块隔热瓦，保护不锈钢箭体免受高温破坏。

这些隔热瓦既要承受发射时的剧烈振动，又要经历太空环境和高速再入，还必须尽可能保持完整。

此前多次试飞中，SpaceX 一直在测试隔热瓦的可靠性，甚至主动移除部分瓦片，观察局部区域在极端高温下的表现。

此次第 15 次试飞，SpaceX 进一步改进了隔热瓦固定方式，并采用新的弧形隔热瓦设计，试图降低瓦片缝隙之间的局部加热。

有意思的是，星舰本次还部署了 26 颗星链 V3 卫星，其中部分卫星搭载专用相机，用于从外部检查星舰隔热盾的状态。

换句话说，星舰送上太空的卫星，还要反过来帮助检查这艘飞船能否安全返回。

而在熬过最危险的再入阶段后，另一场极限操作才刚刚开始。

星舰并不是像传统火箭一样，始终保持尾部朝下的姿态降落。它会先以近似腹部迎风的姿态下降，利用巨大的舰体增加空气阻力，同时通过前后四片襟翼调整飞行姿态和轨迹。

这种方式被称为「腹部下落」（Belly Flop）。

当飞船接近地面时，猛禽发动机重新点火，通过推力快速将舰体翻转至垂直姿态，再不断调整推力和位置，最终进入发射塔两条机械臂之间。

这就是外界熟悉的「筷子夹火箭」。

听起来像是一场高难度杂技，但背后涉及发动机推力控制、导航定位、姿态调整以及机械臂控制等多个系统的协同工作。

为什么非要采用这种看起来相当冒险的方式？原因是重量与效率。

传统着陆腿会增加火箭自身的结构质量，影响运载能力。让地面发射塔承担支撑和捕获任务，可以减少飞船需要携带的额外结构。

更重要的是，飞船直接返回发射塔，还可能省去海上回收、运输和重新吊装等繁琐环节。

当然，这也让回收过程变得更加危险。一旦飞船在最后几秒出现重大偏差，不仅可能损失飞船，还可能破坏昂贵的发射塔。

因此，SpaceX 为本次任务设置了多个状态检查节点，并预留了海上备降方案。只有飞船和地面设施均满足条件，才会继续执行机械臂捕获。

最终，这艘星舰成功完成了从轨道飞行、大气层再入到发射塔捕获的整套流程。

此前，SpaceX 已多次实现超重型助推器的机械臂捕获，但从轨道返回的上面级，直到这一次才真正被接住。

距离完全复用

还有最后几道关卡

值得注意的是，同一次发射中，超重型助推器却遭遇了回收失败。

发射后约 6 分钟，助推器在返回过程中出现异常，未能满足返回发射塔的条件。飞行控制系统随后取消捕获，让其飞向墨西哥湾预设区域。

马斯克在 X 上解释称，助推器当时的推进剂余量略有不足，初步推测可能与部分发动机性能低于预期有关。

他提出了两个可能的改进方向：提升猛禽发动机的性能和一致性，以及调整发动机关机时机，保留更多返回推进剂。不过，最终原因仍需要完整分析遥测数据。

这也暴露了完全复用的一项核心挑战：火箭既要尽可能提高运载效率，又必须留出足够的推进剂用于返回。

多留一些推进剂，意味着有效载荷可能减少；留得太少，又可能因为发动机性能波动而失去回收能力。

但相比之下，星舰上面级这次所验证的技术更具突破性。

此前，SpaceX 已经证明一级火箭可以重复使用。真正需要攻克的难题，是让完成轨道任务的上面级也能完整返回。

当然，成功回收与完全复用，仍然是两个概念。

接下来，SpaceX 还需要证明：回收后的星舰能够再次飞行，隔热瓦可以承受多次高温再入，发动机和飞行控制系统具有足够高的可靠性，而且检查、翻修和重新加注推进剂的过程足够高效。

否则，即使每次都能成功回收，如果维护成本依然高昂、准备周期依然漫长，星舰也很难真正实现高频运营。

星舰回收

改变的不只是航天发射

SpaceX 一直试图改变航天产业的一个基本逻辑：如果飞机每飞一次就要报废，今天的航空运输会昂贵到什么程度？

火箭长期面临的，正是类似的问题。

猎鹰 9 号通过一级重复使用，已经改变了商业航天的经济性。而星舰希望更进一步，让整个运载系统都可以重复使用。

如果未来星舰能够在较短时间内完成检查、加注和再次发射，火箭制造成本就可以分摊到更多任务中，单次入轨运输的成本也有望进一步降低。

最直接受益的，可能就是 SpaceX 自己的星链网络。

本次试飞除了完成回收，还成功部署了 26 颗星链 V3 卫星。按照 SpaceX 公布的数据，这批卫星提供的网络容量，约相当于猎鹰 9 号执行 10 次星链 V2 Mini 卫星发射任务。

未来一旦星舰实现高频运营，SpaceX 就有可能以更低的运输成本，将更大规模、更高性能的卫星送入轨道。

而在星链之外，太空数据中心、大型轨道基础设施以及深空运输等构想，也都需要强大的低成本运载能力。

更远的目标，则是月球和火星。

NASA 已选择星舰作为阿尔忒弥斯计划的载人月球着陆系统方案之一。但真正执行登月任务之前，SpaceX 还必须解决在轨推进剂转移、大规模低温推进剂储存和深空飞行等技术难题。

这意味着，星舰首次被机械臂接住，远远不是终点。

从 2023 年首次整体试飞，到 2024 年首次捕获超重型助推器，再到今天成功接住从轨道返回的星舰，SpaceX 正在逐步将那些看起来疯狂的工程设想变成现实。

但对于马斯克所期待的未来，真正的分水岭或许还在后面。

当同一艘星舰能够第二次、第三次乃至更多次飞向太空，当火箭回收不再是一条全球科技新闻，而成为航天发射的日常操作时，SpaceX 才真正接近它想要实现的未来。