星舰是由埃隆·马斯克创立的美国航天企业太空探索技术公司研发的一款两级超重型运载火箭。它由可重复使用的第一级“超重型助推器”与同样可重复使用的第二级“星舰”飞船组合而成，后者兼具火箭上面级与航天器的双重功能。该公司的既定目标是打造一款运载能力居所有火箭之冠的全复用型轨道运载火箭。其主要长期目标包括：实现卫星部署的常态化轨道发射、执行美国国家航空航天局（NASA）登月计划中的载人月面着陆，以及开展前往火星的运输任务。
设计
箭体构型
在完成两级组装并注满燃料的状态下，星舰全箭质量约为5,000至5,300吨，直径9米，总高度则随版本不同而有所差异。其中，Block 1型高约121米，Block 3构型高约124米，计划中的Block 4版本预计高约142米。早期形态的助推器高71米，根据具体批次不同，可加注约3,400至3,650吨推进剂。
推进系统
超重型助推器由33台猛禽发动机提供动力。Block 1和Block 2的最大推力约为73.5兆牛，Block 3则提高至约80.8兆牛。两级均以液态甲烷与液氧作为推进剂组合。选用该组合的部分原因在于甲烷便于在目标地就地制备，且与传统的煤油基燃料相比燃烧更为清洁。猛禽系列发动机采用全流量分级燃烧循环，研发团队视其为实现极高工作效率的核心。
材料与设计沿革
自项目启动以来，星舰的设计方案经历了重大调整。太空探索技术公司起初计划采用碳纤维制造箭体，但在2019年1月转向不锈钢材质；不锈钢虽自重较大，但耐热性能更优，且成本大幅降低。该项目早期的概念方案曾被称为“行星际运输系统”（ITS），直径达12米；随后演变为直径9米的“大猎鹰火箭”（BFR），运载能力约为前者的三分之一。2019年，该公司将整个火箭发射系统定名为“星舰”，并将第一级助推器命名为“超重型”。
研发历程
早期概念的设计工作始于2012年前后。随后，研发进入飞船原型的亚轨道跳跃测试阶段，之后推进至首次全箭总装发射。2023年4月20日的发射是助推器与飞船的首次合体飞行测试。火箭虽然成功升空，但在飞行约四分钟后解体被毁，这次测试被普遍视为部分成功。
2023年11月和2024年3月的第二次与第三次飞行测试取得了进一步突破。在2024年3月的第三次测试中，两级均完成了预定全时长燃烧并达到了轨道速度，尽管两级在再入大气层期间均告失损。2024年6月的第四次测试中，两级首次均成功受控再入，助推器在海上完成了动力反推垂直软着陆。该次任务还首次在单具飞行器内部实现了类似舰对舰的液氧储箱间转移测试，为后续在轨加注技术的研发奠定了基础。
此后的试飞引入了更大规模的技术改动。被称为Block 3（或V3）的版本于2026年从得克萨斯州星舰基地的新发射台升空。早期的数次试飞曾因爆炸或其他故障告终，美国联邦航空管理局（FAA）多次要求针对事故展开调查并下达整改要求，随后方才批准许可修改。
试飞记录
截至2026年9月下旬，星舰已累计试飞14次，其中9次判定为成功，5次判定为失败。迄今为止最重要的里程碑出现在2026年9月28日的第14次试飞，这也是该项目的首次全轨道飞行。飞船在升空阶段尽管遭遇一台发动机失效，但仍成功部署了26颗星链V3卫星，并受控降落于太平洋预定海域。第14次飞行仍属于测试飞行性质，太空探索技术公司计划借此评估飞船近期的各项工程改进。
应用场景
卫星部署
太空探索技术公司计划利用星舰大批量发射其星链卫星，从而提升其互联网服务的网络容量。公司高管还曾探讨自2027年起发射在轨AI算力卫星，但这些规划目前尚未实际开展验证。
阿尔忒弥斯登月任务
NASA已与太空探索技术公司签约，指定开发一款用于阿尔忒弥斯计划的星舰衍生构型——“人类着陆系统”（HLS）。HLS构型与基准设计有所不同：它配备了可与猎户座载人飞船对接的前端对接口、乘组转移系统，以及用于着陆的热气推进器（以防猛禽发动机的高速羽流猛烈吹蚀月表月壤）。按计划，宇航员将在月球轨道由猎户座飞船进入HLS，随后降落至月球表面。NASA的HLS研发是美国重返月球重大战略的重要组成部分。
在轨加注
HLS登月构型的实现严重依赖在轨推进剂转移。着陆器由于自重巨大，无法在满载燃料的状态下直接发射，因此方案规划在近地轨道设立燃料储运仓，通过多次运油版星舰飞行任务将其注满；随后HLS以低燃料载荷发射入轨，与储运仓对接并补满燃料后启程奔月。NASA的规划预计每次登月任务需调用约十架次的专用运油发射。太空探索技术公司已在单艘飞船内部验证了储箱间液氧转移，但截至2026年年中，两艘独立航天器之间的推进剂转移尚未获得实证。NASA的技术报告曾指出，在独立航天器之间转移低温推进剂在当时尚无任何公开验证先例。
可重复使用性与经济性
星舰的设计目标是两级均可回收复用，这是太空探索技术公司降低发射成本战略的核心基石。部分测算认为，以一次性发射计算，单次成本约为1亿美元；而一旦实现常态化复用，目标边际成本将大幅下降。据报道，该项目的累计总研发成本已超过150亿美元。这些数据属于企业预期或第三方估算，尚未经过独立审查验证。
挑战与争议
星舰的发展历程中遭遇了数次工期延误。其轨道加注验证目标起初定于2024年，后推迟至2025年；NASA安全评估专家组在2025年指出，HLS的研制进度若想赶上2027年载人登月目标，可能延误数年之久。乐观估计下的推进剂转移实证被延至2026年年底。试飞测试还造成过残骸扩散，最严重的事件发生在2025年，两次飞行测试均在空中爆炸解体，碎片坠落散布在大西洋海域。位于南得克萨斯州的发射场邻近居民区，发射产生的强噪声和残骸问题持续引发当地居民关注和监管部门的审查。
此外，业界观察家也对这一超重型复用系统能否满足NASA及商业客户要求的发射频次与可靠性提出了疑问。技术方面的顾虑主要集中在低温推进剂在轨道长期停留期间的蒸发损耗、再入大气层时防热罩的耐久度，以及自动交会对接与流体加注的精准度。
参考来源
- SpaceX Starshipen.wikipedia.org
- SpaceX Super Heavyen.wikipedia.org
- SpaceX Starship design historyen.wikipedia.org
- ITS launch vehicleen.wikipedia.org
- Starship flight test 1en.wikipedia.org
- Starship flight test 4en.wikipedia.org
- Starship flight test 12en.wikipedia.org
- Starship Propellant Transfer Demonstrationen.wikipedia.org
- SpaceX launches Starship into orbit for 1st time — largest rocket ever built notches key milestone on dramatic Flight 14 testspace.com
- SpaceX launches its massive Starship rocket into orbit for the first timecnbc.com
- SpaceX’s Starship is headed for orbit. Here’s what’s at stakecnn.com
- SpaceX launches its biggest, most beefed-up Starship yet on a test flightnpr.org
- Starship and Super Heavy: SpaceX's deep-space transportation for the moon and Marsspace.com
- NASA Safety Panel Estimates Significant Delays for Starship HLSspacepolicyonline.com
- Starship Propellant Transfer Demo: Why On-Orbit Refueling Is the Linchpin of Artemis IIIslinews.com
- ntrs.nasa.govntrs.nasa.gov
- Starship HLSen.wikipedia.org