北京
當地時間 5 月 27 日傍晚，馬斯克的 SpaceX 進行了第九次星艦（Starship）試飛。
很可惜，雖然這次試飛比前兩次有很大進步，但仍未能完成所有既定實驗和任務目標。
最終，星艦以不受控的姿態再入大氣層，在空中解體。
（來源：SpaceX）
這已經是星艦連續三次試飛失敗（不算助推器回收成功的話）。
但相比前兩次在 8 分鐘就失敗，這次試飛堅持了近 50 分鐘，并且成功實現了級間分離、進入亞軌道、亞軌道飛行等任務目標。
同時，超重型助推器也首次完成回收再利用。
圖 | 星艦第九次試飛開始（來源：SpaceX）
從試飛過程來看，2 分半左右，助推器和星艦完成級間分離，猛禽發動機成功點火。
9 分鐘左右，星艦成功進入既定軌道，發動機關閉，星艦姿態也已經調整完成。
至此，此次測試就已經超越了前兩次試飛。
圖 | 進入既定軌道，發動機關閉（來源：SpaceX）
18 分鐘左右，SpaceX 嘗試釋放星鏈（Starlink）衛星模擬載荷，但未能成功打開艙門，幾番努力無果后，宣告放棄該實驗。
這些模擬衛星原計劃將與星艦沿相同的亞軌道軌跡飛行，預計在進入大氣層時消失。
圖 | 星鏈衛星模擬載荷（來源：SpaceX）
測試進行到 30 分鐘左右時，星艦姿態開始出現問題，似乎是不受控制的旋轉。
在隨后幾分鐘里，星艦徹底失去了控制姿態和高度的能力。
星艦當時還在亞軌道飛行，所以它還在自然下降，但受控再入的希望已經十分渺茫。
動圖 | 旋轉的星艦（來源：SpaceX）
由于星艦已經無法控制，SpaceX 原計劃要進行的猛禽發動機太空再點火實驗也無法進行。
動圖 | 與大氣摩擦的火光閃動（來源：SpaceX）
43 分鐘左右，星艦下降到了再入高度（95-100 千米左右），徹底失控的星艦通過攝像頭上演了一場“火光秀”。
最終，SpaceX 在第 49 分鐘宣告了星艦失聯，大概率已經解體。
動圖 | 與大氣摩擦的火光閃動（來源：SpaceX）
星艦第九次飛行測試的重點之一是使飛船的上面級能夠重返發射場。
此外，星艦上安裝了多種金屬瓦片，包括一種帶有主動冷卻功能的，旨在測試哪些材料能更好地保護星艦。
同時，SpaceX 還有意在星艦關鍵位置移除了大約 100 片隔熱瓦。目的是測試星艦的隔熱極限，尤其是在關鍵部位缺少隔熱瓦的情況下。
圖 | 等待發射的星艦（來源：SpaceX）
值得注意的是，此次測試所使用的超重型助推器，是在星艦第七次試飛中使用過并成功回收的。
為了實現首次助推器復用，SpaceX 進行了廣泛檢查。隔熱罩等一次性部件已被更換，但大部分硬件都通過了重復利用驗證，包括其 33 臺猛禽發動機中的 29 臺。
對于星艦團隊來說，這是一次里程碑式的復用，成功檢驗了其助推器的性能和可靠性，也符合星艦“完全快速重復使用”的設計目標。
“從首次助推器翻新和后續飛行中汲取的經驗教訓，將加速我們未來的再飛行周期。”SpaceX 表示。
此次測試中，SpaceX 并未再次回收該助推器。
SpaceX 解釋稱，因為這次助推器還兼顧著進行多項飛行試驗的任務，以收集未來飛行剖面和非正常情況下的實際性能數據。為了保障發射設施的安全，助推器將在飛往著陸點的軌道上進行試驗，并且不會返回發射場進行回收。
圖 | 助推器（左）&星艦（右）（來源：SpaceX）
據 SpaceX 介紹，在級間分離后，助推器在啟動助推回燃之前嘗試了可控方向翻轉。這是通過關閉火箭上的幾個通風口來實現的，利用發動機的推力將助推器推向特定方向。
之前的助推器翻轉方向是隨機的，這取決于星艦上級發動機在點火時產生的微小推力差異。實現可控翻轉將減少所需備用推進劑的量，從而能夠在上升過程中使用更多推進劑，將更多有效載荷送入軌道。
助推器回升燃燒結束后，它在下降過程中嘗試了以更大的迎角飛行。這樣可以增加大氣阻力，降低下降速度，從而減少初始著陸燃燒所需的推進劑。
最后，在著陸燃燒期間，助推器采用了獨特的發動機開關配置。著陸最后階段，三臺中心發動機中的一臺被故意關閉，以收集中環備用發動機完成著陸燃燒的能力數據。
著陸燃燒結束時，助推器切換到僅使用兩臺中心發動機，并在火箭仍位于美國灣上空時關閉發動機，進行硬著陸。
最終，助推器在硬著陸之前就爆炸了（算是沒有完全實現任務目標）。
動圖 | 助推器化作一團火光（來源：SpaceX）
距離上次星艦試飛失敗已經過去兩個多月，SpaceX 團隊在這段時間里對第八次和第七次測試失利進行了深入調查，進行了 100 多次猛禽發動機長時間點火測試。
在美國國家航空航天局（NASA，National Aeronautics and Space Administration）等多個機構的協助下，SpaceX 調查團隊確定了可能性最大的第八次試飛失敗原因：星艦上面級的一臺中心猛禽發動機發生硬件故障，導致推進劑意外混合和點燃。
在本次測試中，星艦上面級發動機的關鍵接頭處被施加了額外的預緊力，配備了新的氮氣吹掃系統，并改進了推進劑排放系統。
另外，助推器雖然在上次測試中成功回收，但原計劃要重新點燃的 13 臺猛禽發動機中，有兩臺并未成功啟動。
SpaceX 表示，未能重新點火的原因是“點火器局部熱環境導致個別發動機出現火炬點火問題”。為解決這一問題，未來飛行中的發動機將采用額外的隔熱措施。
盡管星艦第九次試飛未能完成所有實驗任務，但其在飛行時間、任務完成度以及技術驗證方面的表現，標志著 SpaceX 在星艦研發道路上邁出了關鍵一步，也為后續試飛積累了寶貴數據與經驗。
盡管如此，面對連續三次試飛未能成功的挑戰，星艦距離真正的可控返回、軌道任務乃至載人飛行的目標仍有相當長的路要走。
參考資料：
https://www.spacex.com/launches/mission/?missionId=starship-flight-9
排版：劉雅坤
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