未來影響分析

目前，星艦原型機已實現10 km級的高空試飛，最早將于2021年完成軌道發射測試。雖然該時間表過于樂觀，但該系統一旦研制成功并投入使用勢必對美國航天發射項目、商業發射市場與太空環境等領域帶來重大影響。

（1）有望助力美國實現重返月球計劃，也為SLS項目帶來更大壓力

自2011年航天飛機退役以來，SpaceX公司與NASA的合作越來越緊密，在NASA發射中所占的份額也越來越大。目前，SpaceX承擔了NASA超過半數的發射，包括許多科學有效載荷，還通過了NASA的載人認證，執行國際空間站乘員輪換任務。此外，SpaceX還被NASA選中為其設計月球著陸器，參與到NASA的重返月球計劃 （阿爾忒彌斯計劃）中。如果超重-星艦系統能順利按照計劃研制成功，那么將具備100 t以上的LEO運載能力、重復使用能力及載人運輸能力，可以通過一次發射將超大型有效載荷送入軌道。這些都符合美國重返月球計劃的需求。

相比之下，美國為重返月球而開發的SLS重型火箭，自2010年開始研制，成本增加了一倍，到2020年投入已超過180億美元，到2025年將達到410億美元。SLS的研制進度也一推再推，比最初計劃的首飛時間至少要延遲3年。NASA的一份報告指責波音公司管理、技術和基礎設施問題是導致成本大幅上升和研制進度延遲的主要原因。反觀SpaceX公司，僅用5億美元就研制出了LEO運載能力達53 t的法爾肯重型火箭，并正在積極推進運載能力100 t以上的超重-星艦。而SLS初始型LEO運載能力僅為70 t，最終版LEO運載能力為130 t。此外，SLS設計僅能搭載4名宇航員，而超重-星艦宣稱可搭載100人。美國公眾紛紛建議把錢投給SpaceX，由它來完成阿爾忒彌斯計劃。因此，一旦超重-星艦的研制取得了實質性進展，很可能引起公眾對SLS項目更為強烈的詬病。

（2）拓展國際商業發射市場

作為近年來的商業航天新秀，SpaceX快速發展壯大，它的每一次進步都給國際商業航天發射格局帶來了不小的沖擊。SpaceX成立初期，火箭發射市場主要由美國聯合發射聯盟（ULA）與歐洲阿里安航天集團所壟斷，單次軌道發射的價格高達2.2億美元。SpaceX以低成本、高可靠性為發展理念，把握美國航天產業的市場化發展機遇，在2010年首次成功發射法爾肯9火箭，以約阿里安5發射報價的1/3進入商業火箭市場，一舉打破壟斷。隨后，SpaceX公司在火箭回收與復用上取得的進展，使得全球商業火箭市場呈現新業態，火箭技術快速迭代，商業發射成本大幅降低。從2008年開始，SpaceX陸續獲得NASA、美國空軍和銥星公司等的發射訂單。發射載荷也從科學實驗與驗證、NASA貨運，拓展到通信、遙感與導航衛星。2018年，法爾肯重型成功首飛，成為現役運力最強火箭，進入全球商業發射市場。根據FAA統計，SpaceX在全球商業火箭發射市場的占有率從2013年的13%，上升到2018年的52%。公司估值從2015年的101億美元上升到2020年的360億美元。SpaceX的超重-星艦定位于載人深空探索，預計發射成本低廉，一旦研制成功并投入使用將有望拓展新的國際商業發射市場領地，引領探索星際旅行市場。

（3）增加太空環境隱患

SpaceX的急速擴張也可能給太空環境帶來不利因素。具有一次性部署400顆星鏈衛星能力的超重-星艦系統在投入使用后，勢必加快太空這塊“草原”的“沙化”，增加太空碎片，加劇太空環境惡化，影響航天器進出太空和在軌運行；并且，由于衛星頻率、軌道資源緊張，促使各國對衛星頻軌資源的搶奪日益激烈。

結　語

SpaceX公司成立不到20年就建立了低成本發射體系、具備了載人能力，掌握了火箭重復使用技術，并且為了實現更大的運載能力和星際殖民的愿景，正在研制超重-星艦運輸系統。該系統的設計采用重復使用和液氧/甲烷發動機等關鍵技術。在研制中依然遵循迭代式研制模式和“像飛行一樣測試”的理念。通過對多輪的原型機測試，考核產品設計質量，考驗產品結構、性能及主要工藝。雖然此過程并非一帆風順，但從失敗中吸取經驗教訓，正在讓產品逐漸從“紙上”走向現實。而該運輸系統一旦投入使用將對美國航天發射項目、商業發射市場與太空環境等領域帶來重大影響。（作者：龍雪丹，原載于《飛航導彈》2021年第8期）

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