星际飞船原型SN9于2021年1月在德克萨斯州博卡奇卡进行的飞行测试中

埃隆·马斯克（Elon Musk）正在开发一种可能改变太空旅行游戏规则的车辆。众所周知，星际飞船将是一个完全可重复使用的运输系统，能够将多达100人运送到红色星球。

埃隆·马斯克（Elon Musk）的私人太空飞行公司SpaceX的创始精神是使生命成为多行星的。他说，如果地球经历一场大灾难，比如一场大型小行星撞击，那么将人类安置在火星等其他星球上可以保护文明。

"历史将沿着两个方向分离。一条路是我们永远留在地球上，然后会有一些最终的灭绝事件，"马斯克在2016年说。

"另一种选择是成为一个太空文明和一个多行星物种，我希望你会同意这是正确的选择。

这位SpaceX创始人经常谈到他在火星上建造城市的梦想。他认为，定居点需要大量的人才能自给自足。

马斯克曾谈到在火星表面建造城市

实现这个梦想需要一辆能够胜任这项任务的车辆。星际飞船是火箭和宇宙飞船的组合，一次可以将100多人运送到红色星球。

该系统被设计为完全和快速地可重复使用。完全可重用意味着主要的硬件元件不会像其他一些发射系统那样被丢弃在海中或允许燃烧，而是返回地面以便它们可以再次飞行。

快速可重用性意味着从太空返回后，星际飞船可以重新填充推进剂，并准备在短时间内再次发射 - 就像飞机一样。这降低了整个企业的成本。

星际飞船：概述

在发射时，这艘名为Starship的宇宙飞船将坐在一枚名为Super Heavy的火箭上。

组合系统将站立120米（394英尺）高，也被称为星际飞船。

让我们先来看看宇宙飞船。凭借其鼻锥和着陆鳍，不锈钢飞行器类似于科幻小说黄金时代的火箭船。

在50米（160英尺）长的飞行器的后部是六个高效的猛禽发动机，由SpaceX在十年的时间里开发。燃烧分阶段进行，发动机的设计减少了浪费的推进剂量。

车辆的中间是推进剂罐。它们向猛禽提供液态甲烷（CH4）和液氧（O2）。

甲烷是燃料，氧气充当氧化剂 - 一种使燃料燃烧的化学物质。这种组合被称为甲基羟甲氧菌。

燃料的选择对于火箭发动机来说是不寻常的，但甲烷可以产生足够的推力。鉴于马斯克在火星上的设计，这也是一个谨慎的选择。SpaceX的创始人说，CH4可以从火星地下水和大气中的二氧化碳（CO2）中合成，使用一种称为Sabatier反应的化学过程。

使用火星资源为返回地球的星际飞船提供燃料将赋予一定程度的自给自足，使旅行更加可行和具有成本效益。

在航天器的前部 - 有时被称为上级 - 是一个巨大的有效载荷舱，能够将大型货物或人员运送到深空的目的地。

现在，让我们转向火箭。Super Heavy长70米（230英尺），将装满3，400吨（680万磅）的低温（冷藏）甲基氨醇。

它将由大约32台Raptor发动机提供动力（该规格已更改多次），并且应达到超过70兆牛顿（1600万磅）的最大推力。它应该能够将至少100吨的有效载荷，甚至可能高达150吨的有效载荷提升到近地轨道。

这将使Super Heavy比1960年代和70年代用于阿波罗登月任务的巨大土星五号发射器更强大。

一个超重型助推器正在德克萨斯州的Starbase工作

启动和重新填充

当它从发射台上升时，组合的星际飞船系统将开始向预定轨道倾斜。

当上层在太空中分离时，Super Heavy在向地球坠落时翻转。

当它下降时，Super Heavy将从助推器的侧面部署称为"网格鳍"的钢结构，形状有点像土豆华夫饼。这些将有助于将火箭级引导回其发射台，以便可以再次飞行。

SpaceX有一个雄心勃勃的计划，然后使用其发射塔捕捉掉落的助推器。

该塔为工程师和机组人员提供了在发射前坐在垫子上访问航天器和火箭的机会。

一对钢臂将从发射塔伸出。然后，网格鳍片将承受负载，因为用过的助推器落在这些鳍片上。这座塔被称为"机甲"，因为它与哥斯拉电影中的生物相似。

一张令人回味的星际飞船被堆叠在Super Heavy上的照片。从助推器伸出的网鳍有助于将其引导回地球

同时，星际飞船的上级可以在分离后插入"停车轨道"，使其能够重新填充推进剂。

"如果你只是将[星际飞船]送入轨道而不进行任何补充，那就相当不错了——你将获得150吨的近地轨道，并且没有燃料去其他地方，"马斯克在2017年解释说。

"如果你派出油轮并重新填满轨道，你可以重新加满油箱，一直到顶部，并将150吨（有效载荷）一直送到火星。

为了重新加油，航天器将与另一艘星际飞船对接或配对 - 已经绕地球运行 - 仅充当推进剂库。

与超重型分离后的星际飞船

星际飞船将用于什么？

对于前往火星和返回的长途旅行 - 单程可能需要长达九个月的时间 - 马斯克正在寻求在靠近上层舞台前部的有效载荷区域安装大约40个机舱。

"可以想象，如果你真的想把人挤进去，每个小屋有五六个人。但我认为，大多数情况下，我们预计每个机舱将看到两到三个人，因此名义上每次飞往火星的航班约有100人，"马斯克说。

有效载荷舱还将容纳公共区域，存储空间，厨房和避难所，人们可以聚集在一起抵御太阳风暴，太阳将有害的带电粒子喷入太空。

星际飞船还将在美国宇航局的Artemis计划中发挥关键作用，该计划旨在建立人类在月球上的长期存在。2021年4月，美国航天局授予SpaceX一份价值28.9亿美元的合同，将Starship开发成能够在十年内将宇航员送上月球表面的着陆器。

星际飞船将自1972年以来首次将人类送上月球

为Artemis航班量身定制的版本将不具备返回地球所需的隔热罩或襟翼。相反，星际飞船人类着陆系统在从地球首次发射后将留在太空中，因此它最终可用于月球轨道和月球表面之间的多次旅行。

无人或货运版本的星际飞船具有有效载荷舱，可以像鳄鱼的嘴巴一样打开。这将允许它用于发射卫星。SpaceX表示，巨大的有效载荷能力为新型机器人科学任务开辟了可能性，包括比詹姆斯韦伯天文台更大的望远镜 - 哈勃望远镜即将推出的继任者。

该系统还可以用于太空旅游：埃隆·马斯克（Elon Musk）承诺在2023年向日本在线零售亿万富翁前泽友作（Yusaku Maezawa）进行月球之旅。它还可以在地球上的不同目的地之间进行高速旅行。

马斯克说，星际飞船最终可以将人们带到"大太阳系"的目的地，包括木星等气态巨行星。但这仍然是一个长期目标。

上层阶段如何着陆？

为了将其他航天器带回地面，工程师们依靠降落伞，或者设计车辆，使其可以降落在跑道上。

但星际飞船的上层采取了不同的方法。当它准备降落在地球上时，飞船最初以60度角重新进入大气层，然后在水平位置"翻转"到地面。

这种返回模式完全依靠大气来减缓车辆的下降速度。缺点是，在这种配置中，星际飞船本质上是不稳定的。

星际飞船"肚皮翻转"回到地球，然后点燃发动机将其翻转到垂直位置

因此，车辆使用四个钢制着陆襟翼，位于车辆的前部和后部附近，以控制其下降。这很像跳伞者用胳膊和腿来控制自由落体一样。

"这与其他任何东西都完全不同...我们正在做一个有控制的坠落，"埃隆马斯克说。

"你试图创造阻力而不是提升 - 这真的是飞机的反面。

当星际飞船接近地面时，它应该足够慢，以执行发动机燃烧，将车辆翻转到垂直位置。然后，它使用猛禽作为逆向火箭来引导车辆在其着陆腿上安全着陆。

马斯克说，这种通用方法可以用来在太阳系的任何行星表面上安全地降落星际飞船。

然而，最终，返回地球的星际飞船 - 也许还有其他目的地 - 可能不必进行翻转机动。相反，当这些飞船接近地面时，它们可以通过发射塔的钢臂被捕获 - 就像超重型助推器一样。

马斯克在推特上解释说："船也会被Mechazilla抓住。与助推器一样，没有着陆腿。只有月球和火星才需要这些，直到有当地的基础设施。

什么时候会飞？

在过去的几年里，SpaceX在其位于德克萨斯州博卡奇卡的Starbase设施中测试了上层阶段的各种原型。

该公司于2019年开始生产一种名为Starhopper的39米高的"测试物品" - 它与水塔有一种短暂的相似之处 - 并将其飞行到离地面150米的地方。

SN15推出，改进了其结构，航空电子设备，软件和发动机

第一架具有鼻锥和襟翼的原型机 - 星际飞船序列号（SN8） - 于2020年12月飞升至12.5公里的高度。它肚皮翻转回地球，为SpaceX提供了有关飞行器从太空返回的最后部分的宝贵工程数据。

然而，SN8接近着陆垫的速度和强度有点太快，导致它崩溃和爆炸。在星际飞船SN15于2021年5月软着陆取得成功之前，又有三篇测试文章爆炸。

SpaceX计划在2022年发射Super Heavy上的Starship进行首次轨道试飞。