美国SpaceX“星舰”又要升空了。7月12日，SpaceX上线第13次综合飞行测试任务页面，宣布星舰最快于美国中部时间7月16日17时45分发射，窗口持续90分钟。换算成北京时间，就是7月17日6时45分，发射地点仍是美国得克萨斯州南部星舰基地的二号发射台。
这一次执行任务的是20号超重型助推器和40号星舰飞船，它们都是V3版本，也是新一代星舰第二次接受完整飞行考验。第13次试飞看起来与上一次路线相似，但任务性质已经明显不同。它不但要补上第12次试飞留下的技术缺口，还将首次带着20颗真正的星链V3卫星飞向太空。
过去几次星舰试飞虽然进行过载荷释放，但大多是尺寸和重量接近真卫星的模拟器，用来验证舱门、释放机构和飞船姿态控制。第13次试飞则跨出了一大步。
SpaceX公布，40号星舰将携带20颗下一代星链V3卫星。飞船达到预定亚轨道轨迹后，这些卫星将被逐一释放，随后展开太阳能电池阵列和通信天线，尝试与南非地面站建立联系，并通过高容量星间激光链路接入现有星链网络。
不过，这20颗卫星不会像常规星链卫星那样进入长期运行轨道。SpaceX明确表示，它们将与星舰处在相同的亚轨道轨迹上。这意味着它们在完成展开、通信和激光链路验证后，轨道高度会迅速下降，最终进入稠密大气层烧毁。
为什么要这样安排？
因为星链V3卫星比现役型号更大，通信能力也更强，未来很可能主要依靠星舰批量发射。猎鹰9号的整流罩和运载能力终究有限，星舰的大型货舱才是V3卫星真正配套的运输工具。
星舰第12次试飞于今年5月22日进行，那也是V3版星舰第一次完整飞行。从结果来看，星舰飞船成功进入预定亚轨道轨迹，完成载荷释放，最后在印度洋受控溅落。但整个任务并没有完全达到预期，尤其是超重型助推器的返航过程出现了明显异常。
按照SpaceX最新公布的调查结果，飞船发动机启动时存在轻微的时间差，导致级间分离后助推器的翻转方向偏离了大约90度。超重型助推器需要先调转箭体，再点燃部分猛禽发动机，飞回预定溅落区域。偏差达到90度，后面的返航点火自然会变得十分困难。
更加麻烦的是，助推器准备实施返航点火时，33台猛禽发动机中有5台出现重新点火问题，返航燃烧被迫提前结束，最终无法完成预定的柔和溅落。
上级飞船同样遇到了发动机故障，级间分离大约40秒后，飞船3台真空版猛禽发动机中的1台停止工作。星舰依靠剩余发动机继续飞行，仍然达到了预定速度和轨迹，证明V3星舰具备一定的单机故障容错能力，但原计划进行的太空发动机重新点火试验没有完成。
原因就在于，V3星舰还没有稳定到可以贸然挑战高风险回收。20号助推器将在完成级间分离后实施翻转和返航点火，随后在海面上方进行着陆点火。SpaceX公布的时间线显示，助推器大约在发射后3分钟开始返航燃烧，约6分27秒启动着陆点火。它要验证的是发动机重新点火、姿态控制和低空减速能力，而不是飞回发射塔。
40号星舰也不会返回得克萨斯州。它将在释放卫星、完成太空发动机点火后进入大气层，通过腹部朝下的姿态承受再入热流。飞船表面的黑色隔热瓦负责抵挡高温，前后襟翼不断调整姿态，使这艘一百多米长的飞行器像跳伞一样减速下降。
在接近海面时，星舰会迅速翻转到竖直状态，点燃发动机减速，最终在印度洋受控溅落。飞船大约在发射后47分30秒开始再入，约65分钟后实施最后的翻转和着陆点火。
V3星舰的稳定性还需要验证，只要助推器翻转角度、发动机推力或者返回轨迹稍有异常，就可能威胁价值极高的发射塔。对SpaceX来说，箭体可以继续制造，发射设施一旦损坏，整个试飞计划都可能停下来。
星舰第13次试飞还将继续拿隔热瓦做试验，SpaceX在后襟翼附近安装了多种测试隔热瓦，后裙部也采用了改进型瓦片和不同的连接机构。真实飞行能够告诉工程师，哪一种连接方式更能承受振动、冷热变化和高速气流冲击。
飞船表面还有部分隔热瓦被特意涂成白色，这些白色区域可以形成明显的视觉反差，模拟隔热瓦缺失或异常状态，为卫星摄像机提供成像校准目标。将来摄像系统看到类似特征时，地面团队就能判断它究竟是一块真正脱落的隔热瓦，还是光照、阴影和拍摄角度造成的误判。
第13次试飞还将首次使用带有载荷传感器的隔热瓦，直接测量瓦片和连接机构承受的力。按照SpaceX公布的方案，这次星舰在上升过程中将承受比以往试飞更高的动压。
动压可以简单理解为高速气流拍打火箭外壳的力量，空气越密，飞行速度越快，气流施加在火箭表面的压力就越大。火箭经过最大动压区域时，箭体、襟翼和隔热瓦连接结构都要承受十分复杂的载荷。
星舰已经飞了12次，为什么每次还像在闯关？
因为SpaceX追求的并不是让一枚巨型火箭偶尔飞成功，而是让它像民航飞机一样反复使用，两者之间隔着巨大的工程鸿沟。一枚火箭成功升空，只能说明当时的设备、环境和操作组合恰好奏效。连续多次飞行都能正常点火、分离、返回和着陆，才能说明整个系统开始具备可重复性。
第13次试飞不会直接完成星舰的完全复用，仍在在验证飞行，同时又增加了真实卫星部署这一任务。如果20号助推器能够正常完成翻转、返航和海上着陆点火，40号星舰能够释放20颗卫星、在太空重新点燃发动机并安全溅落，V3星舰就算真正站稳了第一步。
下一阶段才有可能挑战进入稳定轨道、飞船返回发射场、机械臂抓取上级飞船，以及更加复杂的轨道加注。
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