这才是遥遥领先！马斯克SpaceX首次实现“筷子夹飞船”

北京时间11月15日清晨，SpaceX在得克萨斯州星港完成一项火箭回收新纪录。 星舰第十五次综合飞行测试中的上面级飞船，在绕地球飞行约14圈后返回发射场，并被发射塔上的两根机械臂成功捕获。 详细过程是，美国中部时间11月13日下午，SpaceX编号Booster22的超重型助推器托举编号Ship42的星舰飞船，从星港二号发射台升空。 火箭一二级分离后，飞船继续加速并进入距地球表面约275公里的轨道，随后完成26颗第三代星链卫星部署，所有卫星均与地面建立通信联系。 按照原计划，本次任务要尝试两级双双返回发射场。 不过助推器返航时出现低燃料警报，制导导航与控制系统判断它无法安全进入捕获位置，随后自动改道飞向墨西哥湾，飞行终止系统在发动机关机后启动。 星舰飞船返回画面 飞船继续在轨飞行约22.5小时，绕地球约14圈，离轨再入后完成翻转和着陆点火。 美国中部时间11月14日下午，飞船以垂直姿态进入两根机械臂之间，被塔架成功捕获，这是SpaceX首次捕获从地球轨道返回的星舰飞船。 下面就SpaceX本次发射的火箭相关参数、从地球轨道返回的星舰飞船、以及用机械臂捕获火箭本体有什么难度，这个难度是不是全球领先级的？ 一、飞船从地球轨道返回，这个过程有多难？ 助推器回收和飞船回收听起来都叫塔架捕获，但两者面对的能量和任务链条差别很大。 超重型助推器分离时仍处在约70公里高度，速度约1.5至2公里每秒，属于亚轨道高速飞行。 它不需要进入地球轨道，也不用经历完整轨道再入，返航过程通常只有几分钟，主要依靠栅格翼稳定姿态，再分批点燃发动机减速。 星舰执行倾斜机动准备返回 飞船则要加速到接近7.8公里每秒，量级接近25马赫，随后真正进入地球轨道。它再入时会产生剧烈气动加热和等离子体环境，隔热瓦、襟翼铰链和密封接缝都要承受持续高温，关键环节一旦失效，飞船就无法进入塔架捕获流程。 飞船还要处理长时间在轨带来的推进剂管理、电子系统可靠性和轨道窗口问题。再入后，飞船先以大攻角姿态消耗能量，靠近发射场时快速翻转为垂直姿态并启动发动机制动，制导、襟翼和矢量推力必须紧密协同。 二、不就是用机械臂捕获吗，这也有难度？ 首先，发射塔被外界称为“机械哥斯拉”，两根用于捕获的机械臂被形象地叫作“筷子”。 公开资料显示，单根捕获臂长约36米，承重能力超过700吨，可沿塔架上下移动并完成合拢动作。 与猎鹰9号依靠着陆腿落地不同，星舰没有设计传统着陆支架，塔架捕获就是它规划中的主要回收方式。 被机械臂稳稳夹住进行最后检查的星舰飞船 其次，机械臂捕获并不是简单伸手去抓高速飞行的箭体，飞船在最后阶段需要主动把位置、速度和姿态控制到捕获窗口内，机械臂更多负责对准、合拢和缓冲。 这时候，箭体上的承力点必须与机械臂位置精确匹配，若横向位置偏差过大，接触就可能从回收变成碰撞。 除此之外，“筷子”捕获瞬间还要求机械臂吸收残余动量，并在发动机关机后稳定承担整艘飞船重量。 此次成功证明飞船可以从轨道返回发射场，但后续还要验证捕获飞船能否快速检修并再次发射，高频复用才是SpaceX要跨过的下一道门槛。 三、关于本次发射并回收的星舰 此次发射的SpaceX星舰，整体采用两级结构，公开报道中的总长度约120米，箭体直径约9米。 第一级是长约70米的超重型助推器，底部安装33台猛禽发动机，负责把整个系统推离地面并完成主要加速。 第二级是长约50米的星舰飞船，本身也是可执行轨道任务的上面级，安装3台海平面猛禽发动机和3台真空优化版猛禽发动机。 猛禽发动机使用液氧和甲烷，采用全流量分级燃烧循环。公开资料显示，新一代猛禽单台推力约250吨力，33台共同工作时可提供数千吨级起飞推力。 飞船上的3台真空版发动机负责大气层外推进，3台海平面发动机负责离轨和着陆制动。 星舰箭体主要采用不锈钢结构，飞船迎风面布置六边形隔热瓦，并配合前后襟翼控制再入姿态。 按照SpaceX设计目标，星舰可把人员和货物送往地球轨道、月球和火星，重复使用状态下具备百吨级轨道运载能力。 特别