龍雪丹（北京航天長(zhǎng)征科技信息研究所）

1 引言

美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）正在研制“超重-星艦”（Super Heavy-StarShip）星際運(yùn)輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用船箭一體化設(shè)計(jì)，包括“超重”火箭級(jí)和“星艦”飛船級(jí)，兩級(jí)均可實(shí)現(xiàn)復(fù)用。它的目標(biāo)運(yùn)載能力超過(guò)100t，能將100 人送往月球、火星或其他遙遠(yuǎn)目的地，或是繞地球飛行。SpaceX 公司計(jì)劃未來(lái)利用該系統(tǒng)替代其現(xiàn)有的獵鷹-9（Falcon-9）和“獵鷹重型”（Falcon Heavy）火箭?！俺?星艦”項(xiàng)目已獲得美國(guó)政府及軍方的投資，可用于美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)重返月球計(jì)劃和軍方全球點(diǎn)對(duì)點(diǎn)貨物運(yùn)輸。

“超重-星艦”星際運(yùn)輸系統(tǒng)方案自2016 年公布以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾次重大的修改，在不斷驗(yàn)證和修改中逐漸向可實(shí)現(xiàn)的方向發(fā)展。目前，“星艦”原型機(jī)已完成150m 低空試飛、10km 高空試飛，最早將于2022 年下半年完成入軌飛行試驗(yàn)。本文重點(diǎn)關(guān)注“超重-星艦”項(xiàng)目試驗(yàn)驗(yàn)證情況，系統(tǒng)梳理SpaceX 公司的驗(yàn)證理念，“超重-星艦”重點(diǎn)試驗(yàn)項(xiàng)目及流程、試驗(yàn)設(shè)施等，并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析。

2 SpaceX 公司的快速試錯(cuò)理念

SpaceX 公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克出身硅谷，這讓SpaceX 公司繼承了部分硅谷的精神與互聯(lián)網(wǎng)基因，快速試錯(cuò)（Fail Fast）理念就是其中之一?？焖僭囧e(cuò)是硅谷鼓勵(lì)創(chuàng)新的基本原則之一，實(shí)際上就是在不斷試錯(cuò)和完善中突破關(guān)鍵制約要素,獲得成功的過(guò)程。

傳統(tǒng)的航天系統(tǒng)工程主張?jiān)谇捌谠O(shè)計(jì)中暴露盡可能多的風(fēng)險(xiǎn)，以降低錯(cuò)誤成本，因此在前期設(shè)計(jì)階段會(huì)投入很多時(shí)間和精力。而SpaceX 公司則更強(qiáng)調(diào)每一次完整迭代之后產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)。按照SpaceX 公司的理論，它認(rèn)為通過(guò)多次“設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、試錯(cuò)”進(jìn)而實(shí)現(xiàn)完整迭代所帶來(lái)的經(jīng)驗(yàn)實(shí)際上降低了項(xiàng)目的整體成本。

于是，SpaceX 公司在其各型號(hào)項(xiàng)目中均遵循這種快速試錯(cuò)的試驗(yàn)理念，將成功建立在屢次失敗的經(jīng)驗(yàn)之上。例如：在驗(yàn)證獵鷹-9 火箭一子級(jí)可重復(fù)使用技術(shù)過(guò)程中，利用多型驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行試飛，積累了大量失敗經(jīng)驗(yàn)，最終該技術(shù)成功應(yīng)用于飛行任務(wù)。在“超重-星艦”的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，SpaceX 也是通過(guò)頻繁試錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的迭代和功能的優(yōu)化，達(dá)到縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間的目的。這個(gè)做法類(lèi)似于“獵鷹”系列運(yùn)載火箭的開(kāi)發(fā)過(guò)程。

3 “超重-星艦”項(xiàng)目重大試驗(yàn)

在“超重-星艦”項(xiàng)目中，SpaceX 遵循快速試錯(cuò)理念，建造了多型驗(yàn)證機(jī)，并針對(duì)每一型驗(yàn)證機(jī)開(kāi)展一系列試驗(yàn)，采用先地面、后飛行的步驟，依次迭代地開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)證。

地面試驗(yàn)

在進(jìn)行飛行試驗(yàn)前，地面試驗(yàn)通常必須經(jīng)歷環(huán)境壓力測(cè)試、低溫壓力測(cè)試、射前演練、系留點(diǎn)火測(cè)試以及靜點(diǎn)火試車(chē)等步驟，每一項(xiàng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果決定執(zhí)行次數(shù)。

在“星艦”研發(fā)早期，SpaceX 公司利用大直徑貯箱進(jìn)行了多次環(huán)境壓力測(cè)試。后期的星艦SN 系列原型機(jī)均以環(huán)境壓力測(cè)試為開(kāi)端，開(kāi)啟一系列測(cè)試活動(dòng)。試驗(yàn)?zāi)康氖窃诃h(huán)境溫度下對(duì)受試貯箱進(jìn)行加壓，以測(cè)試貯箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。試驗(yàn)中，利用氣態(tài)氮對(duì)貯箱進(jìn)行加壓，最大壓力達(dá)7.1×10Pa，該壓力值比執(zhí)行不載人軌道飛行任務(wù)時(shí)的工作壓力（6×10Pa）高出18%。SpaceX 公司的首批受試貯箱在連接上圓頂和貯箱壁的焊縫處出現(xiàn)故障而爆裂，故障的部位和方式均在預(yù)計(jì)范圍中，驗(yàn)證了301 不銹鋼制造的貯箱的結(jié)構(gòu)能夠滿足發(fā)射和飛行期間環(huán)境條件要求。后期受試貯箱通過(guò)測(cè)試，驗(yàn)證了304L 不銹鋼材料和3mm厚度的可行性。

低溫壓力測(cè)試是證明飛行器適航性的重要測(cè)試，測(cè)試的成功意味著試驗(yàn)可以繼續(xù)推進(jìn)至下一階段。由于“超重-星艦”系統(tǒng)采用低溫推進(jìn)劑，因此要模擬實(shí)際飛行條件，證實(shí)貯箱結(jié)構(gòu)能夠滿足發(fā)射和飛行期間環(huán)境條件要求。試驗(yàn)中，向貯箱內(nèi)注入低溫液氮進(jìn)行加壓，最大壓力達(dá)7.1×10Pa。研發(fā)前期受試的貯箱包括MK1 原型機(jī)、SN1 原型機(jī)、SN2 貯箱、SN3 原型機(jī)、SN4 原型機(jī)等。MK1 原型機(jī)在壓力達(dá)到3～5×10Pa 時(shí)發(fā)生損壞，貯箱圓頂被沖開(kāi)。針對(duì)MK 原型機(jī)的問(wèn)題，SpaceX 公司改進(jìn)了貯箱制造方法，采用了連續(xù)不銹鋼連接環(huán)（僅有1 個(gè)焊接點(diǎn)）、優(yōu)化了圓頂結(jié)構(gòu)，并對(duì)焊接進(jìn)行了改進(jìn)。然而，改進(jìn)后的星艦SN1 原型機(jī)仍然在低溫壓力測(cè)試中失敗。故障發(fā)生的位置是發(fā)動(dòng)機(jī)部分和推力結(jié)構(gòu)。為此，SpaceX 公司對(duì)后續(xù)貯箱的焊接和推力結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。經(jīng)過(guò)兩次失敗后，SpaceX 公司終于在2020 年3月8 日利用SN2 大直徑貯箱首次通過(guò)低溫壓力測(cè)試。2020 年4 月3 日，SpaceX 公司利用星艦SN3 原型機(jī)進(jìn)行低溫壓力時(shí)卻再次遭遇了失敗，故障原因可能是測(cè)試操作錯(cuò)誤，由于使用液氮代替甲烷時(shí)，重量超出設(shè)計(jì)，而底部的液氧加壓不足，壓力不足以支撐上壓力而導(dǎo)致了原型機(jī)坍塌。經(jīng)歷上述一連串的失敗，星艦研發(fā)團(tuán)隊(duì)總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，終于在2020 年4 月利用星艦SN4 原型機(jī)成功完成了低溫壓力測(cè)試，使該原型機(jī)成為星艦SN 系列首個(gè)通過(guò)低溫壓力測(cè)試的原型機(jī)。

在原型機(jī)通過(guò)環(huán)境壓力測(cè)試和低溫壓力測(cè)試后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將對(duì)原型機(jī)進(jìn)行射前演練。試驗(yàn)?zāi)康氖菍?duì)發(fā)射前的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)測(cè)。按照發(fā)射流程，利用液氧/甲烷推進(jìn)劑，演示燃料加注至發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火前的全流程。演練的次數(shù)為1～2 次。一旦通過(guò)射前演練階段測(cè)試，就可以開(kāi)始為原型機(jī)裝配“猛禽”（Raptor）發(fā)動(dòng)機(jī)，為下一步靜點(diǎn)火試車(chē)做準(zhǔn)備。

在“星艦”研制早期，SpaceX 公司對(duì)“星跳者”（Starhopper）驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行過(guò)兩次系留試驗(yàn)，均獲成功。其目的是驗(yàn)證“星跳者”驗(yàn)證機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和平衡性，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的安全性、確認(rèn)火箭系統(tǒng)與地面設(shè)施的接口及確認(rèn)發(fā)射前倒計(jì)時(shí)程序。在測(cè)試中，驗(yàn)證機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，時(shí)長(zhǎng)持續(xù)3～5s。驗(yàn)證機(jī)達(dá)到1m 高度（系繩極限）。

后期，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在歷次飛行試驗(yàn)前都要對(duì)原型機(jī)進(jìn)行多次靜點(diǎn)火試車(chē)，目的是檢驗(yàn)動(dòng)力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和匹配性。試驗(yàn)中，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)長(zhǎng)幾秒至幾十秒不等，試車(chē)次數(shù)取決于試驗(yàn)結(jié)果。在原型機(jī)靜點(diǎn)火試車(chē)過(guò)程中也曾發(fā)生多次意外情況。例如：2020 年5 月29 日，SpaceX 公司對(duì)裝配了一臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)的SN4 成功進(jìn)行了靜點(diǎn)火測(cè)試，約2min 后，SN4被一個(gè)大火球吞噬，隨后引發(fā)了爆炸，爆炸前幾秒原型機(jī)底部出現(xiàn)大范圍燃料外泄。2020 年11 月12 日，SpaceX 公司對(duì)星艦SN8 原型機(jī)進(jìn)行了3 次靜點(diǎn)火試車(chē)，在第三次試驗(yàn)過(guò)程中，短暫地點(diǎn)燃了SN8 配備的3 臺(tái)猛禽液氧/甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，但測(cè)試結(jié)束后不久，可以明顯看到一些材料從SN8 的底座上滴落下來(lái)。造成故障的原因是液氧貯箱壓力上升，原型機(jī)失去了氣動(dòng)裝置。

飛行試驗(yàn)

“星艦”飛船級(jí)的飛行鑒定試驗(yàn)分3 個(gè)階段進(jìn)行：第一階段是低空飛行試驗(yàn)，飛行高度約150m。第二階段是高空飛行試驗(yàn)，飛行高度約10km。第三階段是軌道級(jí)試飛，飛行高度將達(dá)20km。2019 年7 月－2021 年7 月，SpaceX 公司對(duì)8 架“星艦”原型機(jī)進(jìn)行了試飛，每架原型機(jī)都具有不同的配置。所有試飛都是在位于南得克薩斯博卡奇卡進(jìn)行的。

SpaceX 公司先后對(duì)“星跳者”驗(yàn)證機(jī)、SN5 和SN6 原型機(jī)進(jìn)行了150m 高度的試飛,目的是驗(yàn)證“星艦”的導(dǎo)航系統(tǒng)、全不銹鋼箭體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、新型著陸支腿，以及其他一些基本功能。試驗(yàn)中，在大約60s 的時(shí)間內(nèi)（全程燃燒），驗(yàn)證機(jī)上升到150m 的預(yù)定高度，橫移一段距離，展開(kāi)支腿，并平穩(wěn)回落到約100m 外的著陸場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)軟著陸。

SpaceX 公司先后對(duì)SN8，SN9，SN10，SN11和SN15 原型機(jī)進(jìn)行了10km 級(jí)的高空試飛。高空飛行試驗(yàn)旨在測(cè)試多個(gè)目標(biāo)，包括3 臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、飛行器整體空氣動(dòng)力學(xué)再入能力、著陸前飛行姿態(tài)控制調(diào)整、機(jī)身襟翼控制、推進(jìn)劑供應(yīng)貯箱轉(zhuǎn)換等。在此過(guò)程中不斷優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)，包括提高發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)成熟度、提高不銹鋼結(jié)構(gòu)加工后的密封性等。SpaceX 公司利用配置3 臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)的星艦SN 系列原型機(jī)進(jìn)行測(cè)試，在飛行過(guò)程中，起飛約1min40s 時(shí)，關(guān)閉一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，起飛后約3min，第二臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，最后一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)于起飛后4min 關(guān)機(jī)。在起飛后約5min，原型機(jī)調(diào)整至水平姿態(tài)，驗(yàn)證星艦從軌道返回時(shí)需要采用的水平滑行方式。當(dāng)原型機(jī)接近地面時(shí)（著陸前10s，距離地面250～500m），自動(dòng)調(diào)整前后襟翼，利用尾部的姿控推力器，同時(shí)重啟2 臺(tái)“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)，執(zhí)行翻轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)，再次將原型機(jī)的姿態(tài)從水平狀態(tài)調(diào)整至垂直狀態(tài)。隨后，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，只剩一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作。在起飛后約6min 時(shí)著陸。

2022 年下半年，SpaceX 公司將在得克薩斯州的星艦基地對(duì)“超重-星艦”原型機(jī)進(jìn)行軌道飛行試驗(yàn)。發(fā)射之后大約170s，“超重”助推級(jí)將分離并返回著陸在墨西哥灣距離海岸大約20 英里的地方。而“星艦”飛船級(jí)將繼續(xù)進(jìn)行軌道飛行，最后將在地點(diǎn)為距夏威夷考艾島西北海岸大約100km 以外的一片海域進(jìn)行軟著陸。

試驗(yàn)?zāi)康氖潜M可能地收集測(cè)試數(shù)據(jù)，以便更好地通過(guò)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行復(fù)原及預(yù)測(cè)，此次測(cè)試的結(jié)果將用來(lái)設(shè)計(jì)改進(jìn)以在內(nèi)部模擬中建立更好的模型。首飛前的工作重點(diǎn)包括4 個(gè)方面：①“星艦”的熱防護(hù)瓦；②“超重”的發(fā)動(dòng)機(jī)熱防護(hù)；③地面的燃料庫(kù)；④“星艦”的臍帶臂。

受試原型機(jī)可能是“星艦S24+超重B7”組合，這兩型原型機(jī)目前正在“星基地”（Starbase）進(jìn)行地面試驗(yàn)。

4 試驗(yàn)設(shè)施

SpaceX 公司參與“超重-星艦”的試驗(yàn)設(shè)施包括麥格雷戈研發(fā)試驗(yàn)設(shè)施以及位于博卡奇卡的“星基地”。其中前者負(fù)責(zé)主動(dòng)推進(jìn)部件的測(cè)試，后者負(fù)責(zé)原型機(jī)測(cè)試。

麥格雷戈研發(fā)試驗(yàn)設(shè)施

麥格雷戈火箭研發(fā)和測(cè)試設(shè)施位于一個(gè)前美國(guó)軍用炸藥工廠的場(chǎng)地上，過(guò)去15 年來(lái)一直在測(cè)試“獵鷹”系列火箭、“龍”（Dragon）飛船和“星艦”的部件，并支持每一個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。SpaceX 公司所有的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)都在此進(jìn)行測(cè)試。該基地距離博卡奇卡的發(fā)射設(shè)施大約7h 車(chē)程。

麥格雷戈測(cè)試場(chǎng)共有16 個(gè)專(zhuān)門(mén)的測(cè)試臺(tái)，每天18h、每周6 天持續(xù)工作。“超重-星艦”所采用的“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)在這里進(jìn)行試驗(yàn)。火箭的主要部件在加利福尼亞州的霍?；鸺S制造和組裝后，用于飛行的每一個(gè)主動(dòng)推進(jìn)部件幾乎都要在麥格雷戈進(jìn)行測(cè)試。以“獵鷹”火箭為例，其一子級(jí)所采用的灰背隼-1D（Merlin-1D）發(fā)動(dòng)機(jī)要在麥格雷戈進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試后才能運(yùn)回霍桑，安裝在助推器上，隨后再將整個(gè)子級(jí)運(yùn)回麥格雷戈，進(jìn)行靜點(diǎn)火試車(chē)?！矮C鷹”火箭的二子級(jí)和灰背隼-1D 真空發(fā)動(dòng)機(jī)，以及所有“龍”飛船和“超級(jí)天龍座”（SuperDraco）發(fā)動(dòng)機(jī)也執(zhí)行完全相同的過(guò)程。“星艦”所采用的“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)和冷氣推力器也是如此。

博卡奇卡生產(chǎn)試驗(yàn)設(shè)施

博卡奇卡生產(chǎn)試驗(yàn)設(shè)施被SpaceX 公司命名為“星基地”，也被稱(chēng)為博卡奇卡發(fā)射場(chǎng)，目前負(fù)責(zé)“超重-星艦”的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)以及測(cè)試，未來(lái)還將承擔(dān)發(fā)射“超重-星艦”的任務(wù)。

博卡奇卡生產(chǎn)試驗(yàn)設(shè)施位于南得克薩斯州靠近博卡奇卡村和布朗斯維爾（美國(guó)得克薩斯州最南部城市），坐標(biāo)25°59′15″（N）,97°11′11″（W），是由SpaceX 公司建造的私人火箭生產(chǎn)設(shè)施、測(cè)試場(chǎng)和太空港，位于得克薩斯州布朗斯維爾以東約32km，在得克薩斯州的南帕德雷島、伊莎貝爾港和布朗斯維爾附近，靠近博卡奇卡村。選擇此處修建發(fā)射場(chǎng)主要是因?yàn)樵摰貐^(qū)具有東風(fēng)飛越的飛行路徑，并且位于盡可能往南的位置，以便利用地球的旋轉(zhuǎn)速度。

SpaceX 公司在博卡奇卡的生產(chǎn)試驗(yàn)設(shè)施由生產(chǎn)區(qū)域和發(fā)射區(qū)域兩部分組成。兩個(gè)區(qū)域距離約2km，通過(guò)4 號(hào)公路連接。博卡奇卡發(fā)射區(qū)域總體可分為3個(gè)部分：亞軌道發(fā)射區(qū)、軌道發(fā)射區(qū)和直播區(qū)。其中，亞軌道發(fā)射區(qū)和直播區(qū)已投入使用，軌道發(fā)射區(qū)各設(shè)施大多處于在建狀態(tài)。亞軌道發(fā)射區(qū)主要包括兩個(gè)亞軌道發(fā)射臺(tái)、燃料罐區(qū)、貯箱測(cè)試區(qū)和著陸場(chǎng)。除上述設(shè)施外，SpaceX 公司正在繼續(xù)研究擴(kuò)建博卡奇卡設(shè)施，包括在現(xiàn)有軌道發(fā)射臺(tái)旁再建第二個(gè)軌道發(fā)射臺(tái)，兩個(gè)發(fā)射臺(tái)都有各自的綜合塔。

目前，博卡奇卡正在24h 不間斷地建造“星艦”原型機(jī)部件，并且頻繁地關(guān)閉博卡奇卡海灘和4 號(hào)高速公路，以便SpaceX 公司進(jìn)行測(cè)試。

5 總結(jié)

堅(jiān)持“小步快走”的快速試錯(cuò)驗(yàn)證模式，加快研發(fā)速度

在“超重-星艦”項(xiàng)目中，其原型機(jī)的開(kāi)發(fā)速度極快。SpaceX 公司從公布項(xiàng)目到首臺(tái)驗(yàn)證機(jī)的建成,僅僅用了3 年，隨后,又通過(guò)大量的驗(yàn)證機(jī)實(shí)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)和設(shè)計(jì)的不斷迭代。SpaceX 公司認(rèn)為，與其建造一個(gè)非常先進(jìn)且昂貴的原型機(jī)，不如快速制造出廉價(jià)的驗(yàn)證機(jī)，通過(guò)多次測(cè)試逐步驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速迭代。SpaceX 公司依靠快速的“設(shè)計(jì)-建造-測(cè)試”周期，根據(jù)快速試錯(cuò)獲得的經(jīng)驗(yàn)為設(shè)計(jì)提供信息，并且利用“快速螺旋型開(kāi)發(fā)”模式在研發(fā)過(guò)程中繼承以往的設(shè)計(jì)成果。從目前進(jìn)展看，這種“小步快走”的快速試錯(cuò)驗(yàn)證模式保證了項(xiàng)目整體的研發(fā)速度和成本控制。

重視試驗(yàn)的充分性，為設(shè)計(jì)改進(jìn)提供支撐

在“超重-星箭”項(xiàng)目上，SpaceX 通過(guò)大量的地面試驗(yàn)結(jié)合飛行試驗(yàn)，考核驗(yàn)證相應(yīng)設(shè)計(jì)的正確性，主要包括：在麥格雷戈進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試，在真實(shí)動(dòng)力學(xué)環(huán)境下驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)；在博卡奇卡發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行硬件閉環(huán)仿真測(cè)試，驗(yàn)證硬件-軟件與全系統(tǒng)組件的集成；在發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行射前的靜點(diǎn)火測(cè)試，驗(yàn)證在真實(shí)動(dòng)力環(huán)境下硬件-軟件與全系統(tǒng)組件的集成；極限條件下鑒定測(cè)試驗(yàn)證硬件性能。SpaceX 公司在每個(gè)設(shè)計(jì)/環(huán)境組合中進(jìn)行鑒定測(cè)試：驗(yàn)證了304L 不銹鋼材料的適用性和箭體厚度由4mm 降至3.6mm 的可行性；分階段開(kāi)展了大量的飛行試驗(yàn)；在2 年時(shí)間內(nèi)利用10 架“星艦”原型機(jī)成功完成了150m 低空試飛和10km 高空試飛等。通過(guò)低空試飛，SpaceX 公司證明了大推力發(fā)動(dòng)機(jī)偏置用于垂直起降的可行性。隨后進(jìn)行的高空試飛中出現(xiàn)的硬著陸等問(wèn)題推動(dòng)了星箭的數(shù)百項(xiàng)設(shè)計(jì)改進(jìn)，最終證明了“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、飛行器整體空氣動(dòng)力學(xué)再入能力、著陸前飛行姿態(tài)控制調(diào)整能力，快速實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)計(jì)方案的不斷迭代。

建設(shè)專(zhuān)用地面配套基礎(chǔ)設(shè)施，提前布局，精準(zhǔn)規(guī)劃

在地面配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，SpaceX 公司選擇了在南得克薩斯州的博卡奇卡建設(shè)專(zhuān)門(mén)用于“超重-星艦”的制造、裝配、試驗(yàn)和發(fā)射的配套設(shè)施，未來(lái)還計(jì)劃在該地區(qū)建造第二個(gè)軌道發(fā)射平臺(tái)和推進(jìn)劑制造設(shè)施。這樣的選址主要考慮該地區(qū)具有東風(fēng)飛越的飛行路徑，地理位置偏南，以便利用地球的旋轉(zhuǎn)速度。在此基礎(chǔ)上，可以省去運(yùn)載火箭在兩地之間的運(yùn)輸，縮短了火箭從廠房到發(fā)射臺(tái)以及回收操作的時(shí)間，提高了任務(wù)的整體效率，能夠滿足未來(lái)“超重-星艦”高密度發(fā)射和回收的需求。此外，針對(duì)重型火箭對(duì)地面設(shè)施提出的新需求，SpaceX 公司引入軌道級(jí)發(fā)射架、專(zhuān)用大型燃料庫(kù)等專(zhuān)用設(shè)施，做到了科學(xué)編制，統(tǒng)籌發(fā)展。