星舰发展简史：从PPT设想，到筷子夹火箭成真！

10月13日，马斯克的太空探索技术公司SpaceX，正式完成了星舰的第五次试飞，首次成功实现了超重助推器的着陆回收，从最早的PPT设想，再到筷子夹火箭的调侃变成现实，星舰距离完全复用运载器仅一步之遥，本文再回顾星舰历年的发展历程。

1.早期设想概念

星舰最早来源于马斯克的一个设想，2005年11月份，SpaceX发射第一枚火箭猎鹰1号前，马斯克首次提出想建造一种两级结构的大型猎鹰火箭，助推火箭和飞船均可回收重复利用，可以将货物和乘客运送到地球轨道、月球和火星；

2012年，马斯克首次向公众公开了自己的想法，表示计划开发一款远超猎鹰9号的火箭，马斯克称其为火星殖**输机，主要将人类运往火星；2016年，火星殖**输机更名为行星际运输系统（ITS），马斯克同时还公布了运载火箭、航天器和猛禽发动机的更多细节。

2016年9月份的国际宇航大会，SpaceX首次进行猛禽发动机点火测试，同时也开始启动原型机BFR大火箭的开发，当时由于主流的火箭均使用碳纤维，碳纤维优点在于轻质高强、耐腐蚀，所以BFR原计划也是碳纤维结构，但是缺点也很明显，一是成本极高，当时碳纤维每公斤约130美元，需要用多层纤维包裹并固化数小时，工艺耗时且容易出错。

猛禽发动机主要使用液氧和甲烷作为燃料，也就是我们熟知的天然气，价格比液氢低得多堪称“白菜价”。时间很快来到2018年12月，马斯克宣布BFR大火箭将使用不锈钢，加工工艺比较简单，在低温环境下通过轧机卷压就能形成所需的结构，大大减少了加工的复杂性和成本，同时还非常耐高温不需要厚重的隔热层，维护成本也更低，当时不锈钢的设想也让全网群嘲。

随后，马斯克正式将BFR更名为Starship星舰，其实整个飞行器有两级结构，二级飞船叫Starship星舰，一级驻退机叫Super Heavy超重助推，马斯克还宣布星舰不需要隔热层，只需要加一些类似于航天飞机可重复使用的轻薄隔热瓦即可。

2.原型测试快速迭代

2019年，星舰首个原型机“星虫”（Starhopper）在博卡奇卡建设完毕，外型像个大水塔，虽然具有完整的9米直径，但没有头部储罐，高度与完整版的星舰还不能比，样子非常简陋，3月份星虫完成了几次静态点火；7月25日，星虫搭载单个猛禽发动机测试达到了约20米的高度；8月27日，星虫测试上升到150米，最终降落在距离发射台约100米的地方，这也是猛禽发动机第一次真正意义上的飞行；9月3日，星虫Starhopper被转移到博卡奇卡发射场附近的停车场。

与此同时，SpaceX团队开始在德州和佛州建造高空原型Mk1和Mk2，让团队相互竞争，同时还要实时与马斯克分享技术进展和个人见解，Mark系列原型机配备三个猛禽发动机，预定目标是达到5公里高度，Mk1直径同样为9米，高度达到约50米，空重200吨，主要是测试飞行和再入实现亚轨道飞行，然而不幸的是Mk1在11月的一次液氮压力测试中爆炸了。

但对于SpaceX团队来说“失败”早已是家常便饭，所有的失败都是快速迭代的一部分，他们需要做的是快速找到问题并解决，然后继续投入到第二次测试。佛州Mk2的团队与德州Mk1团队分享了失败经验，Mk2项目暂停；在压力测试爆炸后的第10天，Mk3原型机正式开始建造，马斯克将其重新命名为SN 1，马斯克还补充每一代SN都会进行一次小改进，预测至少要迭代到SN 20，才可能打造出1.0版本星际飞船。

2020年3月，Mk3/SN1发动机圆盘无法承受储罐重量，导致储罐爆炸破裂，马斯克的宏伟计划再次遇挫；4月份，SN3原型机由于测试配置，未能承受住装满液氮的甲烷储罐压力，导致储罐再次坍塌皱缩，并在重力作用下几近解体；

Mk1 SN 1

3.首次低空飞行

5月份，SN4成为首个通过超低温压力测试的全尺寸原型机，首次完成静态点火，但是在第5次静态点火关闭发动机后爆炸，液态甲烷喷出在博卡奇卡基地形成巨大的云团，SN4的下部液氧罐成了碎片，上部液甲烷罐也遭到损坏，发射基座也因为这次爆炸毁掉，但幸运的是SpaceX已经有了替换的发射架，可以继续进行快速迭代测试。6月份，SN7完成了破纪录的压力测试后爆炸（SN7并非全尺寸星舰原型机）。

2020年8月5日，在星虫首飞一年后，不锈钢大水塔SN5原型机完成静态点火，并且成功完成首次低空飞行测试，达到了150米的高度，降落在附近的停机坪上；2020年9月3日，短短一个月后，酷似双胞胎的SN6也完成重复的跳跃，同时SpaceX的猛禽真空发动机在德克萨斯州麦格雷戈进行了首次全时点火测试，真空发动机有更大的喷管，为星舰提供足够的推力。

实际上SpaceX遇到的最大阻力几乎都来自FAA和各种动保、环保组织，2020年9月，SN6测试的同时，SN8、9、10、11、12几乎都已经亮相等待测试；9月23日，SN7的改良款SN7.1在极限压力测试中爆炸（SN7.1为测试储罐）；

4.对抗FAA

2020年10月，星舰SN8是首个拥有全尺寸上层的原型机，不过并没有加装隔热瓦，SN8完成了4次静态点火测试；2020年12月8日，SN8首飞达到了12.5公里的高空亚轨道飞行，尽管返回地面时发生了爆炸，但依然被认为是非常成功的测试，完成了猛禽发动机的测试、飞行器的气动进入能力和推进剂输送管理情况，还尝试了着陆翻转动作。

但是这一次测试也引起了FAA的不满，他们认为马斯克无视了爆炸警告，展开为期两个月的调查，FAA的负责人批评马斯克经常违规，没有进行程序检查就发射；此外环保组织也对SpaceX的星舰项目提出了诉讼，希望FAA进行更深入的环境评估，他们觉得马斯克的星舰可能会对一些濒危物种的栖息地造成伤害。

5.第一次软着陆

2021年2月2日，星舰SN8的双胞胎升级版SN9测试，上升达到大约10公里的高度后进行了姿态调整，并尝试了控制下降和着陆，但在着陆过程中，由于一个猛禽发动机未能重新点火，导致SN9着陆速度过快，并最终发生了RUD硬着陆。3月3日，星舰SN10完成了SpaceX的第三次高空飞行测试，三个猛禽发动机推动，飞行至大约10公里的高度，然后进行了一系列复杂的操作，包括转换推进剂到内部头罐、为着陆准备的储罐，然后重新定位自己进行再入和控制空气动力学下降。

SN10和SN9同框

在下降过程中，SN10利用四个襟翼进行主动空气动力学控制，通过机载飞行计算机控制，以精确的姿态在预定地点着陆，SN10的猛禽发动机在着陆翻转机动前重新点燃，并且成功地在着陆台上软着陆，不过在着陆不久后就爆炸，这一次虽然再次爆炸，但仍然相当成功，提供了宝贵的数据和经验，有助于改进后续的星舰原型机设计和测试。

2021年3月27日，马斯克在短短两个月内进行第三次测试，SN11进行10公里高度的高空飞行测试，这一次就没有前面几次那么成功，箭体在空中发生了解体炸成碎片。由于SN8-SN10较为成功，结果远超预期，所以SN12并没有完全建造完毕，SN12、SN13和SN14的建造被取消，仅有SN12的鼻锥作为试验结构得以保留，4月28日，SN12鼻锥进行了结构验证测试，但没有测试到结构失效。

2021年5月5日，SN15成功完成了10公里高的高空飞行测试，并且首次实现了安全着陆，没有发生爆炸，发动机区域起火但很快就被扑灭，这一次也是SpaceX星舰原型机在高空飞行实验中的重大突破！由于SN15快速迭代结果再次超出预期，SN16、SN17、SN18、SN19均仅完成简单测试，或是直接停止建造并被报废，工作重心转向SN20+。

6.星舰首飞

2021年7月，马斯克将SpaceX的命名从SN改成了Ship，星舰首次迎来完成的合体，用大型起重机将Ship20放在助推器B4的顶部；8月份，B4安装好了29台发动机，同时增加了栅格翼；10月份，筷子机械臂正式安装在发射塔上；12月份，B4完成首次低温验证测试和气动验证测试，随后与Ship20/SN20一起退役，此外B5也和SN15、SN16一起退役，B6则是转为B6.1测试罐。

2022年6月，星舰的首飞仍迟迟未来，FAA认定SpaceX在环评中存在75个以上的问题需要改进。22年7月，B7测试了33台猛禽发动机的液氧涡轮泵，导致底部发生爆炸，摧毁了一根压力管，同时还对发射台造成轻微损坏；22年11月，Ship24已经完成了全部6台发动机的静态点火测试，只待首飞；22年也是最难熬的一年，前面从19年的星虫早期测试，到20年SN5-SN8的低空飞行，再到21年SN9-SN15着陆取得成功，几乎是一年一次大变样。

时间来到2023年1月，S24+B7完成湿彩排；4月14日，星舰首飞终于获得FAA批准；4月17日，星舰S24和超重助推B7合体，高度来到120米，成为人类有史以来最高的火箭！首飞原计划在4月17日进行，但由于星舰的压力阀似乎被冻结，星舰首飞推迟到4月20日，星舰飞船入轨绕地球近一圈，33台猛禽发动机中有5台熄火，星舰飞行姿态失控，在30公里高度爆炸解体。

7.第二次试飞

在第一次试飞后，SpaceX开始对发射架进行修复，发射塔的地基被加固，23年8月，SpaceX继续向FAA提交了下一次试飞会改正的63项措施，最终FAA在9月8日结束了对SpaceX的调查；10月31日，FAA对星舰第二次试飞的许可才到；11月18日，在首次试飞半年后，S25+B9迎来了飞行测试，星舰发射后33台猛禽发动机全部点亮，热分离成功，星舰一级分离后爆炸自毁，二级发动机全部点燃进步神速。

8.第三次试飞

在第二次飞行试验之后，SpaceX对星舰项目进行了重大的改进，将推力矢量控制系统升级为电动推力矢量控制（TVC），同时延迟液氧（LOX）排气，防止像第二次试飞那样在液氧排气口启动时，星舰发生泄漏导致燃烧；2024年3月14日，距离上一次试飞过去不到4个月，S28+B10执行第三次试飞，当天因为清理墨西哥湾的船只，发生推迟了约一个半小时，本次星舰升空延续了第二次的出色表现，33台猛禽发动机全部点亮，一二级成功热分离，星舰一级达到了环绕速度成功入轨。

9.第四次试飞

2024年6月6日，这一次试飞间隔再次缩短，距离第三次试飞仅仅三个月，本次由S29+B11执行第四次试飞任务，点火后点亮了32台猛禽发动机，星舰一二级热分离，这一次重点在二级超重助推器上，发射后7分钟，超重助推返回墨西哥湾，执行着陆助推点火，在海面上实现悬停，马斯克透露第四次B11降落悬停的精度高达0.5厘米，也难怪老马对第五次试飞如此自信。

10.第五次试飞

2024年10月13日，FAA突然发布了第五次试飞的许可，同时第六次试飞也发下来了，老马直接光速安排第五次试飞，而这一次也将是载入史册的一次试飞，由S30+B12执行试飞任务，点火后依然是漂亮的33台猛禽发动机全部点亮，超重助推按照原计划热分离成功，二次点火的13台猛禽发动机全部点亮，一台高70米、直径9米的B12助推器从70公里高度，精准降落到发射塔两条机械臂筷子中间，星舰S30也在印度洋完成溅落，星舰的第五次试飞也可以大大方方地说真的取得了圆满成功！

11.未来

第六次试飞许可已经下发，但可能要到明年Q1试飞，超重助推B13早在今年2月份就已经组装完成，B13在4月份完成了低温测试，B14在5月份组装完毕，B15和B16的组件也已经亮相；星际飞船S31和S32完成静态点火测试，去年11月份，原来S33、S34-S38的部分组件均已报废，第二代星舰Block2会采取一些重大升级，搭载猛禽3代发动机，星舰非常的高度可能会增加，扩大推进剂容量，大家可以期待下星舰的第六次试飞。