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SpaceX的自我辩护,公布星舰登月舱已完成的 49 个里程碑详情,工业化登月时代即将来临!||SPACEX 系列

SpaceX的自我辩护,公布星舰登月舱已完成的 49 个里程碑详情,工业化登月时代即将来临!||SPACEX 系列 星际航行
2025-11-02
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导读:SpaceX—— 人类正处于一个转折点。有史以来第一次,我们拥有了在地球之外建立永久人类存在的手段、技术,以及(至少目前而言)决心。

SpaceX—— 人类正处于一个转折点。有史以来第一次,我们拥有了在地球之外建立永久人类存在的手段、技术,以及(至少目前而言)决心。星舰的设计旨在将这一未来变为现实,它拥有无与伦比的运载能力,能够搭载数量空前的探险家以及他们在月球和其他行星表面建立首批前哨站所需的各种物资。正是基于这些原因以及其他诸多优势,星舰被选中承担50多年来首次载人登月这一关键任务。它将成为实现NASA阿尔忒弥斯计划愿景的核心推动力量,该计划旨在月球表面建立持久的人类存在,而不仅仅是留下旗帜和脚印,并最终为人类首次登陆火星铺平道路。

01
准备月球着陆

凭借星舰的庞大规模及其旨在实现的突破性技术,SpaceX正以前所未有的速度发展。星舰凭借其巨大的体积和在在轨加注推进剂的能力,为探索月球提供了无与伦比的能力。单艘星舰的加压居住空间超过600立方米,约占整个国际空间站加压空间的2/3,其配备的舱室可容纳大量宇航员,并设有用于表面探索的双气闸。作为对比,星舰的两个加压舱每个的居住空间约为13立方米,是阿波罗登月舱空间的两倍多。星舰着陆器的货运版本能够将高达100吨的有效载荷直接降落在月球表面,包括非加压月球车、加压月球车、核反应堆和月球栖息地等大型有效载荷。

为了将美国人送回月球,SpaceX 将星舰的研发分为两条路径:一是开发星舰核心系统及其配套基础设施,包括生产设施、测试设施和发射场——SpaceX 自行承担这部分费用,占系统总成本的 90% 以上;二是开发专为 HLS 任务设计的星舰配置,该配置利用并改进了核心飞行器的性能,以满足 NASA 将宇航员送上月球并安全返回的要求。SpaceX 与 NASA 签订了固定价格合同,确保公司只有在成功完成里程碑式进展后才能获得报酬,美国纳税人无需承担 SpaceX 增加的成本。在两条路径的研发过程中,SpaceX 在每个阶段都为 NASA 提供重要的信息,包括获取 HLS 合同未涵盖任务的飞行数据。 

这两条路径都必不可少,而SpaceX的大量自有投资使得星舰的高速生产、发射和测试成为可能,星舰将用于登月及其他任务。星舰将使美国比其他任何国家都更早重返月球,它将凭借其完全可重复使用、快速高效、经济高效以及能够执行高频次登月任务(有效载荷超过100吨)的特性,实现可持续的月球作业

02
路径1:研发星舰核心系统

自2023年4月星舰首飞以来,SpaceX通过积极的飞行测试活动,迅速推进了星舰的研发。与以往的星舰研发经验一致,SpaceX在整个研发过程中最大限度地利用实际测试,以快速安全地验证各项性能,找出需要改进的地方,并验证解决方案。此次测试活动使星舰核心系统迅速成熟,并取得了诸多成就,包括多次成功发射世界上最强大的火箭;成功发射、返回、回收并重复使用该火箭,从而实现了登月任务所需的高发射频率;在太空中完成约5吨低温推进剂的燃料箱转移,这是史无前例的操作,为未来大规模推进剂在轨加注操作提供了关键数据;成功在太空中重新点火猛禽发动机,这对于将星舰送上月球的机动至关重要;以及多次受控重返地球大气层。 

迄今为止,SpaceX 已生产超过 36 艘星舰和 600 台猛禽火箭发动机,其中猛禽 2 型发动机累计运行时间超过 22.6 万秒,下一代猛禽 3 型发动机累计运行时间超过 4 万秒。SpaceX 已完成 11 次星舰单独飞行测试和 11 次星舰与超重型火箭的联合飞行测试。与此同时,SpaceX 已在德克萨斯州、佛罗里达州和加利福尼亚州建设并持续建设新的星舰发射、生产、集成和测试设施。这项数十亿美元的私人投资正在打造超过 500 万平方英尺的制造和集成空间、遍布德克萨斯州和佛罗里达州的五个发射台以及多个猛禽发动机测试台,所有这些都旨在大幅提升星舰的发射频率,使其超越 SpaceX 猎鹰计划所取得的突破性成就。

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路径2:研发月球着陆器

在星舰核心飞行器研发的同时,SpaceX 的月球着陆系统 (HLS) 团队已完成 49 个里程碑,这些里程碑与开发航天员登月所需的子系统、基础设施和运行系统相关。SpaceX 仅根据已成功完成的合同里程碑获得资金,而绝大多数里程碑都已按时或提前完成。已完成里程碑的亮点包括: 

  • 本次月球环境控制、生命维持和热控系统演示,使用一个可容纳多人的全尺寸舱体模块,测试向舱内环境注入氧气和氮气、精确控制空气分配和卫生、湿度和温度的能力。该系列测试还测量了舱内的声学环境。

  • 对接适配器的鉴定工作正在进行中 ,该适配器将用于连接星舰和猎户座飞船在太空中的对接系统。这是一款雌雄同体的SpaceX对接系统,既可作为主动对接系统,也可作为被动对接系统,其设计基于经过飞行验证的龙飞船2号主动对接系统。

  • 在模拟月壤上,对全尺寸着陆器进行飞行能量下的着陆腿落差试验,以验证系统性能并研究着陆器与月壤的相互作用。 

  • 猛禽发动机月球着陆测试展示了具有代表性的推力曲线,该曲线将使星舰能够在月球表面着陆。

  • 对屏蔽层、隔热层和窗板进行微流星体和轨道碎片测试,分析用于保护星舰免受撞击危险和恶劣热环境影响的不同材料组合。

  • 着陆软件、传感器和雷达演示测试了星舰将用于定位并安全降落到月球精确着陆点的导航和传感硬件及软件。

  • 软件架构审查旨在明确主要车辆控制流程的示意图、运行这些流程的物理计算机以及关键系统的软件功能,例如故障检测、警示和警告警报以及指挥和遥测控制。

  • 猛禽发动机冷启动演示使用了海平面优化型和真空优化型猛禽发动机,这些发动机在启动前会进行预冷,以模拟长时间太空飞行后的热条件。

  • 月球任务综合运行计划审查,内容涵盖SpaceX和NASA将如何开展综合运行、制定飞行规则和乘组人员操作规程,以及高层任务运行计划。

  • 补给站电源模块演示,测试计划用于星舰推进剂补给站版本的原型电力生产和分配系统。

  • 地面段和射频 (RF) 通信演示,测试飞行等效地面站和飞行等效车辆射频系统之间发送和接收射频通信的能力。

  • 与Axiom公司合作进行的电梯和气闸演示,使用了模拟飞行环境的加压舱外活动服,以演练用于在星舰和月球表面之间运送宇航员和货物的乘员电梯的全面操作。

  • 本次医疗系统演示涵盖了星舰上的船员医疗系统以及地面与船员之间的远程医疗能力。

  • 推进剂转移飞行试验的硬件在环测试平台已启动,该测试平台使用配备飞行代表性硬件的测试平台来运行即将进行的推进剂转移飞行试验的模拟

04
后续计划


尽管SpaceX剩余的HLS合同里程碑中有许多与飞行测试挂钩,例如舰对舰推进剂转移演示,但SpaceX已开始制造星舰HLS飞行舱,该飞行舱将包含功能齐全的航空电子设备和电力系统、乘员系统和机构、环境控制和生命维持系统、舱内和乘员通信系统以及舱内热控系统。这个具备飞行能力的飞行舱将使工程师能够展示支持载人登月所需各种系统的高设计成熟度,实现集成系统级硬件测试,并为未来的月球探险者提供高度逼真的训练体验。与HLS直接相关的下一个主要飞行里程碑将是长期飞行测试和在轨推进剂加注飞行测试。具体时间将取决于即将进行的、首次采用新型星舰V3架构的飞行测试的进展情况,但这两项测试的目标时间都是2026年。在轨推进剂补给将使星舰能够完成阿尔忒弥斯登月任务架构,并将多达100吨的有效载荷直接运送到月球表面,从而具备携带月球车、栖息地和其他有效载荷的能力,以在月球上建立永久且可持续的存在。 

首先,一艘星舰将从星际基地发射升空,在轨道上停留较长时间,收集有关飞行器推进和热性能的数据,包括长期推进剂储存和蒸发特性分析。随后,第二艘星舰将发射升空,与第一艘星舰对接,演示地球轨道上的舰对舰推进剂转移。 

New Images Show How NASA and SpaceX Plan to Land Astronauts on the Moon in  2026

星舰V3型飞船配备对接端口,加装对接探针后可配置为加油飞船。星舰还设有一个连接点,用于在发射前装载推进剂,该连接点已升级,可实现在轨推进剂转移。星舰将配备DragonEye导航传感器,用于对接任务。DragonEye传感器在SpaceX的龙飞船上拥有丰富的飞行经验,曾数十次与国际空间站对接。这些传感器已进行单独测试,以评估其在星舰上的性能。SpaceX还在最近的每次星舰飞行测试中搭载了实验性推进剂计量传感器,该传感器利用射频测量技术,在微重力环境下精确测量推进剂液位。

埃隆·马斯克曾表示,星舰V3将于2026年进入“高强度飞行活动”阶段,SpaceX的目标是进行有效载荷运送、在轨燃料补给,以及首次尝试回收返回的星舰级展望未来,SpaceX 近期公布了计划,将于 2028 年开始使用星舰 (Starship) 进行商业月球货运飞行,每吨有效载荷的定价为 1 亿美元。这些飞行将为长期月球基础设施建设奠定基础,为未来载人火星任务做好准备。

SpaceX 表示,其快速的测试步伐和数十亿美元的私人投资(涵盖超过 500 万平方英尺的生产空间和遍布德克萨斯州和佛罗里达州的五个发射台)是实现可持续、经济高效的月球作业的关键。

05
关于竞争性合同

2021年,NASA选择星舰作为阿尔忒弥斯3号任务的着陆器,将人类自阿波罗计划以来首次送回月球。这一选择是通过公平公开的竞争做出的,最终SpaceX公司采用星舰的方案在技术和管理方面得分最高,同时成本也大幅低于其他方案。随后,星舰再次被选中作为阿尔忒弥斯4号任务的着陆器,该任务超越了最初的演示验证,为人类永久重返月球奠定了基础。 

星舰仍然是人类重返月球表面的最快途径,同时也是阿尔忒弥斯计划实现其在月球表面建立永久、可持续存在目标的核心推动力。SpaceX与阿尔忒弥斯计划有着共同的目标,即尽快重返月球,并以与当年NASA商业载人计划使美国恢复载人航天能力时同样的敏捷性和决心来推进这项任务。 

自合同授予以来,我们始终积极响应NASA对阿尔忒弥斯3号任务需求的变更,并就如何简化任务以符合国家优先事项提出了建议。根据最新要求,我们已提交并正在正式评估一套简化的任务架构和运行概念,我们相信这将有助于更快地重返月球,同时提高航天员的安全。

NASA的阿尔忒弥斯计划源于一个富有远见的目标:真正探索月球,并在火星上留下人类的足迹。这并非为了重现阿波罗计划的辉煌,也并非为了成为又一个昙花一现的探索计划,而是为了最终在另一个星球上建立可持续的生存空间。SpaceX的创立宗旨是实现多行星生存,而星舰从一开始就被设计用于探索其他星球。我们期待着借助星舰,与NASA携手,在星际间建立第一个永久的立足点,以此激励全人类。

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