2022年2月9日，美國國家工程院發布2021年度增補院士名單，SpaceX創始人伊隆·馬斯克（Elon Musk）成功當選。這位現任世界首富，成功實現了“名利雙收”。
“粗曠硬核”的發布會現場 | SpaceX發布會視頻截圖
而在兩天后，SpaceX舉行了又一次新聞發布會，這位新晉院士向大家重點介紹了人類史上最強火箭星艦（Starship）的最新進展。
發布會的地點就是位于美國得克薩斯州的星艦測試基地，甚至所有觀眾就圍繞在一個簡易的露天講臺、投影面板和兩臺火箭發動機旁邊，果真是非常硬核的工業風格發布會。
那么，院士馬斯克到底說了啥？
SpaceX的成名絕技是低成本、可復用、高可靠性的獵鷹9號系列火箭。之所以做到這些，根源就在于它的墨林（Merlin）系列發動機，尤其是成熟的1D版本。
多次重復啟動、可變推力調節、超高推重比、多發動機并聯工作等特點，使得獵鷹9號和獵鷹重型系列均使用這一款量產型發動機，火箭成本由此大幅降低。
獵鷹重型火箭的27臺墨林發動機 |SpaceX
在星艦的發展過程中，發動機依然是最核心的技術突破點。為此，SpaceX花了很大力氣研發新一代猛禽（Raptor）發動機。
猛禽發動機采用全流量分級燃燒循環，發動機燃燒室壓力更大、比沖更強、壽命更長且推力更大。它采用更低成本的液氧甲烷推進劑，沒有液氧煤油帶來的積碳結焦問題，成本更低且可復用性能更強。
此前的星艦測試中，猛禽一代發動機性能優異，單臺發動機185噸的推力是此前墨林1D的兩倍，見證了星艦的成功原地回收測試。
猛禽發動機兩個版本對比，可見二代更簡潔，推力也更大 |SpaceX
而在這次發布會中，SpaceX正式官宣了猛禽二代的研發進展。
在測試中它的推力已經提升到了驚人的230噸，且整體結構大幅優化、更加緊湊高效，成本反而會降到初代版本的一半左右。在未來的研發中，預計它的推力還會進一步增加。
超重推進器B4，安裝了29臺猛禽火箭發動機 ，未來作為星艦飛船一級火箭的超重推進器將安裝33臺猛禽二代發動機 |BOCA"S BRAIN
SpaceX已經在新建的基地生產這一發動機，未來的生產效率預計可實現每日一臺。這是一個很大的突破。實現量產，是讓昂貴的航天研發能商業化盈利的根本。
此外，對于載人航天器至關重要的緊急逃逸能力，猛禽也給出了解決方案：未來的載人星艦飛船，將安裝9臺猛禽發動機，推重比大于1，足以在意外情況下讓飛船安全逃離。
發布會現場的一代（右）和二代猛禽發動機 |Everyday Astronaut
工欲善其事，必先利其器。可以說，猛禽發動機，是星艦走向成功的核心基石。
獵鷹系列火箭的火箭一級（助推器），作為現役唯一可復用的火箭，回收方式可選用地面定點平臺和海上定點平臺。自2015年12月實現首次成功回收之后，回收技術越發成熟，目前已成功回收超過100次，有4枚助推器突破了10次重復使用，這個數據還在不斷增加。相應的，回收精度也在顯著提升。
于是，采用更強推進系統的星艦干脆計劃采用一個更大膽的回收方案：通過巨大的機械臂在空中接住降落回來的火箭，馬斯克本人在社交媒體更是把這個巨大的鋼鐵結構叫做“筷子”（Chopsticks）。
軌道發射塔上夾住上邊星艦飛船的，就是“筷子” | SpaceX
不過，它的工作原理和筷子還是有一定區別。畢竟，直接用這么巨大的鋼鐵結構像夾菜一樣夾住飛行中“薄皮大餡”的火箭，實在是充滿了風險。
它的實際作用更像是一個巨大的吊車，可復用的火箭飛回來并逐漸減速懸停，塔架結構與火箭柵格舵末端結合鎖定，從而吊起巨大的火箭。
回收模擬動畫非常科幻 | SpaceX
這種設計的好處顯而易見：火箭不需要設計巨大沉重的著陸腿，火箭整體運輸效率更高；火箭直接回收到發射塔架，無需經歷轉運、維護和再組裝等過程，復用周期能極大縮短。
不過缺點也很明顯，萬一在回收過程中出現什么意外，整個發射塔架怕是要被炸沒了。
發布會前，“筷子”吊起星艦飛船，完成了與超重推進器的合體組裝，也算是小試了一把身手|NASA Spaceflight
可以說，這是一個極具創新性的“天馬行空”回收策略。期待“不斷把大膽想法變為現實”的SpaceX，能夠繼續給我們帶來驚喜。
星艦的目標是全箭回收，這意味著飛出大氣層已經入軌的飛船本身也必須再入大氣層并完整飛回地表，難度遠超現有的僅回收火箭一級。
畢竟，火箭一級速度更慢、高度更低、回收過程不必經歷劇烈的空氣摩擦和產熱。而從大氣層外飛以軌道速度返回就是另外一番光景了，劇烈的空氣沖擊是所有航天器的噩夢。
航天飛機的隔熱瓦，是航天飛機維護費用高昂的原因之一 |NASA
此前最為成功的策略是同樣可復用的航天飛機，它的核心在于遍布底部和關鍵部位的隔熱瓦/毯。重量低、體積小卻能隔絕上千攝氏度高溫，也導致這種小小的瓦片價格極高且維護更換成本暴增。
正因如此，隔熱瓦也是星艦研發中的核心技術。過去幾年，SpaceX在這方面的研發取得了一系列突破性進展，NASA和美國空軍也都給予了研發合同支持。
星艦飛船上使用的隔熱瓦，形狀更統一，方便批量生產和維護，從而將成本降到更低 | SpaceX
在可以預見的將來，這些隔熱瓦不僅SpaceX自用，也會應用到美國的其他航天器上。
眼下值得期待的就是星艦的首飛時間。
不過這可不是SpaceX研發進度說了算的，還需要等待聯邦航空管理局（FAA）的全面環評。畢竟，這個近5000噸的龐然大物首飛可不是個小事件，它甚至遠超了曾經3000噸級的土星五號登月火箭。
從發布會透露的信息來看，順利的話今年3月就有可能獲批，鋪平年內入軌首飛測試之路。未來還會有位于肯尼迪航天中心的發射場，甚至還有海上發射場。
星艦全箭發射模擬動畫 | SpaceX
有了上述作為基礎，這次發布會提出的一系列“奪人眼球”大新聞就不奇怪了，例如：
星艦整體成本甚至大幅低于獵鷹9號火箭，單次發射費用約為1000萬美元；
超重助推器能在發射后數分鐘成功回收，并在1小時后再次發射；
未來可實現3天生產一套星艦和超重助推器，且1天能發射3艘星艦。
目前來看，這些遠景并不算“馬式吹牛”。星艦已經獲得了NASA的載人登月合同，這算是官方肯定。日本富豪前澤友作早已拍下了星艦的首次月球之旅，他也剛用一次國際空間站之旅證明了自己乘坐星艦的決心。
而前往火星，則是SpaceX既定的計劃，并未動搖過。在發布會中，火星城市、火星航班、火星開發，是所有人預期中的內容了。
發布會上播放的星艦未來演示視頻 | SpaceX
除此之外，擁有超強客運和貨運能力的星艦，在能實現高頻率發射和簡易回收方式后，本身也將變成一種高效的地球上洲際運輸方案。
或許，未來，我們的天空會頻繁出現星艦的身影。它們中有的在前往另一個大洲，有的則在飛向另一個星球。
本文來自微信公眾號 “果殼”（ID：Guokr42），作者：太空精釀，36氪經授權發布。
