SpaceX第一代“星舰”谢幕，3D打印为其测试发展贡献力量|3d打印|spacex公司|测试发展|筷子夹火箭|航天器|飞船

北京时间11月19日清晨6时，美国SpaceX公司成功实施“星舰”第六次试验性发射，标志着第一代“星舰”（V1版）的最后一次试飞圆满落幕。本次发射中，出于安全考量，“星舰”的第一级并未采用“筷子”回收，而是采取了受控坠入海洋的策略。与此同时，经过精心调整的“星舰”第二级在太空环境中顺利完成了发动机点火测试，并成功经受住了重返大气层的严峻考验，最终精确降落在了印度洋的预定区域。SpaceX公司计划于明年投入第二代“星舰”（V2版）进行更为频繁和更具挑战性的试飞，以期逐步满足实用化标准，推动航天技术的进一步发展。

星舰飞船测试经历

首次试飞（2023年4月）：星舰在首次试飞中遭遇了失败，火箭在第一级和第二级分离前发生了爆炸。这次试飞虽然未能成功，但为SpaceX提供了宝贵的数据和经验，有助于后续的设计和改进。

第二次试飞（2023年11月）：尽管火箭的第一级和第二级成功分离，但随后助推器和飞船先后发生了爆炸。这次试飞再次暴露了星舰在设计和操作上的问题。

第三次试飞（2024年3月）：火箭的第一级和第二级成功分离，但助推器在尝试着陆点火后意外解体，飞船在再入大气层时失联。这次试飞虽然未能完全成功，但实现了多个技术目标，并为未来的测试奠定了基础。

第四次试飞（2024年6月）：在这次试飞中，星舰基本上完成了所有预设项目的测试，包括助推器的回收和飞船的再入大气层。尽管星舰飞船的襟翼在返回地球期间出现吸热瓦片受损，但最终成功在印度洋溅落。这次试飞标志着星舰在回收和再利用技术方面取得了重要进展。

第五次试飞（2024年10月）：SpaceX首次成功用发射塔架上的捕获装置（被称为“筷子夹火箭”）捕获了从天而降的助推火箭，这是人类首次用这种方式回收火箭，标志着星舰技术的一大突破。同时，星舰飞船也成功溅落在预定海域。

3D打印推动星舰飞船测试发展

从2023年4月至今，SpaceX 打造出了有史以来规模最大、性能最强的飞船发射系统，成功将星舰飞船送入近地轨道，并凭借充满未来感的Mechazilla系统和“筷子”装置，精准捕获了巨大的一级助推器。这一成就，离不开SpaceX超强的快速原型迭代能力和成本效益，金属增材制造技术为这一成就的实现无疑发挥了巨大作用。

第五次飞行测试，让星际飞船向全面且快速的可重复使用性又迈出了坚实的一步。马斯克曾透露，每次发射后都会对硬件进行数千项改进。频繁的测试发射凸显了SpaceX非凡的制造速度。

在超重型助推器返回和捕获前，需满足数千种不同的运载工具和发射台标准，确保助推器和塔架系统的正常运行，并由任务飞行总监发出手动命令。星际飞船的目标溅落点为印度洋，此飞行路径无需再入燃烧，既保障了公共安全，又为实现SpaceX的主要目标——星际飞船的受控再入与水上着陆提供了可能。即便未坠毁，落入海洋也意味着星际飞船的许多部件（包括引擎）需被舍弃。因此，SpaceX必须快速且经济地生产多个引擎。简单部件或可通过压铸和数控加工获得，但复杂部件和子组件则需依赖3D打印。从Starfactory内大量的助推器来看，增材制造的需求巨大。

2021年马斯克曾透露，猛禽发动机的产量正在加快，当时每48小时可生产一台发动机，每周可以生产3.5台猛禽发动机，每月可以生产14台。开发60多台猛禽发动机需要4-5个月的时间。而如今三年时间过去，SpaceX的制造速度只会更快！

3D打印技术参考注意到，SpaceX与知名金属3D打印设备商Velo3D于日前签署了新的3D打印技术许可。 SpaceX将向后者的增材制造技术投资800万美元。 Velo3D以其Sapphire系列金属粉末床熔融3D打印机而闻名，其创新的非接触式铺粉技术对于实现高质量的构建至关重要，尤其是无支撑金属3D打印的实现。协议授权SpaceX在内部使用、复制和修改Velo3D的技术，并基于这些技术开发新应用。

3D打印技术被广泛应用于星舰的部件制造中。星舰的两级结构，包括第一级的超重型火箭助推器和第二级的航天器，都设计有可重复使用的功能，并且都装备了由猛禽发动机提供动力的系统。这些发动机和航天器部件中，有大量是通过3D打印技术制造的。例如，燃烧室、喷嘴延伸件、支架、配件以及其他组件都可能采用了3D打印技术。这种技术的应用使得SpaceX能够快速制作原型和迭代设计，从而加速了整个开发进程。