星舰原型机测试成功带来的思考

发射台上的SN15 星舰原型机

北京时间5月6日6时24 分，美国太空探索技术公司（以下简称SpaceX公司）的SN15 星舰原型机从得克萨斯州博卡奇卡试验场起飞，上升到10千米高度后，完成“腹部拍水”“神龙摆尾”“反推着陆”等一系列动作，随后成功降落在发射场指定位置。整个测试持续约6分钟，标志着 SpaceX公司已掌握二级星舰安全着陆的部分关键技术，此次测试也成为星舰系列原型机的重要节点。

在这次测试前，星舰系列原型机已经历若干次失利，共有9艘星舰原型机折戟沉沙。在最近进行的2次测试中，一次是SN10完成飞行测试并实现软着陆，但由于未控制好尾舱火势导致舰体爆炸。另一次是3月30日SN11在进行空中翻转动作时，发生爆炸解体。这次事故让SpaceX痛定思痛，对SN15星舰原型机进行了重大改进，主要针对控制系统和发动机工作的稳定性，以及舰上软件等。

尽管SN15星舰原型机测试成功距离登陆火星目标尚远，但SpaceX公司在星舰系列原型机研制过程中采取的种种做法，为世界航天带来诸多思考。

首先在发展模式方面。航天是高投入、高风险行业，世界主要航天大国均以明确目标为指导，遵循严谨的流程进行设计、生产和试验工作。各环节相互影响、相互关联，任何一个环节没有完成，都会影响到整体研发进度。以美国宇航局主导研制的SLS重型运载火箭为例，SLS重型运载火箭原计划于2017年首飞，由于动力系统试车数次推迟等原因，首飞被延后至2022年。这种以“SLS模式”为代表的国家主导发展模式以完成任务为目标，通过严密的研制流程，确保每个产品质量。因此，整个SLS重型运载火箭的研制过程未出现过较大的方案调整。整体研制进度虽慢，但火箭综合性能和技术仍保持较高水平。

另一种是以“SpaceX模式”为代表的商业航天模式。这种发展模式以产品开发为目标，通过频繁的产品迭代实现功能优化，达到缩短开发时间，节约成本的目的，缺点是失败率较高。因此，无论是“猎鹰”系列运载火箭，还是SN星舰系列原型机，试验失败似乎已成为“家常便饭”。然而，无论是“以稳妥换可靠”的“SLS模式”，还是“以风险换效益”的“SpaceX模式”，均各有优缺点。在未来相当长一段时期内，这两种发展模式将在世界航天领域内并存。

其次在运输方式方面。随着人类探索和利用太空的广度和深度不断增加，人们的宇航需求也更趋多样化。例如，有向近地轨道发射卫星组网的需求，也有向地球同步轨道发射通信卫星的需求，还有载人登月、登陆火星等深空探测需求。要高效完成某项任务，需要研制与其相对应的运载工具，否则将造成不必要损失。“超重-星舰”的发展理念是在二级“星舰”可重复使用的关键技术基础上，加上一级“超重”助推器，形成完全可重复使用的运载火箭。由于箭体可重复使用，执行不同任务效率仅仅与推进剂的消耗有关。相对发动机、舰体结构、仪器设备等价格昂贵的产品，推进剂成本几乎可以忽略不计。未来，如果SpaceX公司进一步突破推进剂在轨加注技术，执行不同宇航任务即可通过不同的在轨加注次数实现，这将对传统的火箭运输方式造成一定影响。

此次SN15成功着陆，推动星舰系列原型机研发进度加快。与此同时，中国的空间站建造大幕已拉开，核心舱成功发射，“天问”探测器在火星着陆，标志着中国将为人类探索太空做出更卓越的贡献。放眼望去，人类航天“大航海”时代的号角似乎已经吹响。（少 谋）