IT之家 8 月 1 日消息，据美国政府问责办公室（GAO）最新报告，SpaceX 的星舰飞船可能过于庞大，无法顺利与 NASA 计划中的月球空间站对接。GAO 对空间站的质量限制进行了研究，发现其两个主要组件 —— 居住和物流舱（HALO）以及电力和推进组件（PPE）的总质量超过了目标。此外报告还指出， 当大型飞行器如 SpaceX 的星舰对接时，PPE 可能无法正确控制整个飞行器 。虽然 PPE 满足了 NASA 设定的性能要求，但这些要求并未考虑到大型飞行器的影响。
据IT之家了解，NASA 必须在 2027 年之前，也就是“阿耳忒弥斯四号”任务发射之前，完成月球空间站“门户（Gateway）”的发射。“阿特弥斯四号”计划于 2028 年 9 月执行，是“阿特弥斯”计划的第二次载人登月任务。“门户”必须在“阿耳忒弥斯四号”发射前一年进入月球轨道，以便 NASA 评估空间站并确保所有系统正常运行，然后机组人员才能登上该空间站。
GAO 指出， NASA 目前计划于 2027 年 12 月发射“门户” ，比原计划晚了三个月。今年 9 月，NASA 将更新“门户”的成本和置信度评估，以决定是否能在 2028 年 9 月发射“阿耳忒弥斯四号”并实现所有任务目标。
GAO 指出，质量是“门户”计划的另一个关键限制因素，包括空间站本身的质量和部分对接飞行器的质量。报告显示，空间站的物流和推进组件的总质量超过了 NASA 设定的质量要求。此外，一些飞行器的质量可能会导致推进组件无法按照任务计划控制空间站，从而影响其任务。
较高的质量意味着 NASA 必须分别发射一些“门户”组件，以确保空间站能够被放置在正确的轨道上。另一种选择是通过移除组件来减轻重量。这两种方法都有利弊， 分别发射组件成本较高，而减少组件会影响空间站的性能。
虽然“门户”的质量超标，但其 PPE 仍然不足以在对接大型航天器时进行有效控制。这影响了空间站保持轨道和与地球通信的正确姿态，而这两者都是任务成功的关键。据 GAO 援引 NASA 管理层的观点，虽然 PPE 满足了设计阶段的要求， 但对于像 SpaceX 星舰这样质量是 PPE 设计能力 18 倍的飞行器来说，这些要求是不够的。
左图是 SpaceX 的星舰与“门户”对接，右图是以星舰为背景的月球上的宇航员
目前，GAO 表示 NASA 计划让访问飞行器分担部分 PPE 的工作以控制星舰与空间站的对接。该机构还在考虑升级软件以有效管理空间站的推进器。如果这两个方案都不成功，NASA 可能需要改变 PPE 的设计，这会给“门户”计划带来额外的成本和进度压力。
“星舰”展现的能力,让NASA的月球轨道空间站很尴尬
1. 在马斯克的 星舰 击败贝索斯赢得NASA的登月舱合约之后，星舰SN15的试飞成功，结束了之前的连续失败。 这表明在2024年将宇航员送上月球的任务并非不可能。 2. 根据美国的 阿尔忒弥斯 登月计划，该计划是一个复杂的系统工程，将在月球轨道上建造一个空间站，也被称为 月球门户。 该空间站不仅作为前往火星的中转站，也是登月的中转站。 3. NASA自行研发的 空间发射系统（SLS）火箭和新一代 猎户座 载人飞船，已基本具备将宇航员送入月球轨道的能力。 4. 在 猎户座 载人飞船上的宇航员将转移到SpaceX的 星舰 上，然后前往月球表面。 由于 星舰 能够往返月表和月球空间站，因此登陆月球和建设月球基地所需的物资将容易送达。 5. 马斯克提出了一个大胆而激进的设想，认为无需建造月球轨道空间站，宇航员可以直接使用 星舰 降落。 由于 星舰 既可以作为大型运载火箭，也可以作为航天飞船，因此NASA继续研发SLS和 猎户座 的原因变得不明确。 6. 人类登月的技术方式主要有四种。 第一种是航天器直接飞临月球轨道并降落，然后直接起飞返回地球，这种技术相对简单，但对技术要求极高。 7. 第一种方式要求发射火箭具有巨大的推力，并携带足够的燃料。 SpaceX的星舰技术就是基于这种思路设计的，同时必须掌握在近地轨道加注燃料的技术。 8. 第二种方式是将多个航天器分批发射到地球轨道，然后对接形成一个较大的航天器，最后直接登陆月球。 9. 第三种方式是将登月舱和返回舱分为两个部分，分别送到月球表面。 宇航员完成任务后，乘坐带有推进系统的返回舱返回地球。 10. 第四种方式是 阿波罗 登月计划所采用的方式，通过巨大推力的火箭将航天器送入月球轨道，然后分为指挥/服务仓和登月舱两部分。 任务完成后，宇航员返回指挥/服务仓，并放弃登月舱。 11. 从以上四种方式来看，NASA似乎选择了传统的 阿波罗 计划的月球轨道集合方式。 SpaceX的星舰仅起到登月舱的作用，而贝索斯的登月舱似乎更符合这种月球轨道集合的要求。 12. 然而，SpaceX的星舰所展示的能力使得NASA的SLS和 猎户座 载人飞船显得不再必要，这让它们处于一个尴尬的地位。 有报道称，为了节省经费，NASA可能会选择让星舰直接起降的方式进行初期登月任务，这意味着 月球门户 的存在可能并非必要。
Space X 星舰系列重型火箭第三次试飞升空，此次发射为企业研究火箭提供了什么帮助？
SpaceX的星舰系列重型火箭再次挑战新高度，三次试飞揭示的关键成果与未来挑战
北京时间3月14日21时25分，美国SpaceX公司再次发起星舰试验性发射，代号B10的“星舰”第一级表现出色，成功完成起飞并进行正常点火反推返回。 然而，着陆过程中，一级在海面着陆点火阶段遭遇姿态失控，未能按计划平稳降落，戏剧性地坠入墨西哥湾。 尽管如此，星舰的第二级S28在一级分离后顺利启动，进入一条特异轨道，进行了一系列关键的在轨试验，尽管离轨点火未能达成，但这是对新技术的宝贵验证。
仅仅两个月后，11月18日，SpaceX第二次试飞的星舰在第一级发动机的全面成功中振奋人心，所有33台发动机均正常工作，与前两次试飞中的故障形成了鲜明对比。 尽管第一级回收过程中出现意外爆炸，但整体性能提升明显。 第二级工作期间展现了新设计的“热分离”系统首次成功，然而在接近燃料耗尽时，第二级自毁失联，测试结果仍有待优化。
在这样的迭代中，星舰项目正朝着可回收的未来迈进。 每次试飞都在逐步验证回收技术，尽管面临挑战，但每次失败都为下一次的成功积累经验。 星舰的首要目标是为美国的载人登月任务“阿尔忒弥斯-3”提供在轨加注的能力，而这个时间窗口正在被逐步压缩，预计可能推迟到2026年或更晚。 同时，SpaceX的“星链”计划也面临着卫星更新换代的压力，新一代2吨重的卫星只能依赖星舰的发射能力，这无疑加大了星舰项目的紧迫性。
SpaceX首席执行官马斯克对于“成功”的定义并非单纯的成功或失败，而是在不断试错中找到最优解。 星舰的使命不仅是技术突破，更是商业航天领域的重要里程碑。 面对NASA对载人登月的期待，以及星链服务的增长需求，星舰的每一次试飞都在为这些关键任务铺平道路。 尽管竞争对手尚未达到星舰的运载能力，但SpaceX面临的竞争压力依然巨大，需要不断改进和加速研发进度，以满足日益紧迫的时间表。
总的来说，SpaceX的星舰系列重型火箭第三次试飞尽管在着陆过程中遇到了挫折，但每一次试飞都是一次重要的学习过程，为未来的技术迭代和商业应用奠定了基础。 随着研发的深入，我们期待SpaceX能够在可重复使用火箭领域取得更大的突破，引领商业航天的未来。
“星舰”屡试屡败，NASA为何依旧宠它？
资料图。图源：视觉中国
今日视点
4月16日，美国国家航空航天局（NASA）宣布，SpaceX战胜蓝色起源、动力系统等公司，成为“阿尔忒弥斯”登月计划“载人着陆器”项目的唯一中标者。 NASA将对SpaceX资助29.8亿美元，要求其在“星舰”飞行器的基础上研制一种将宇航员从环月轨道送上月球的着陆器，并开展一次载人展示试验。
目前，SpaceX的“星舰”仍处紧锣密鼓的研制、测试之中，但其前进之路堪称崎岖，近期开展的4次高空试验全部以爆炸告终。在屡试屡败的情况下，SpaceX究竟凭什么赢得NASA的青睐呢？
竞争激烈，低成本成为“撒手锏”
2020年4月，NASA宣布资助SpaceX、蓝色起源、动力系统公司领衔的3个团队开启登月着陆器方案的设计工作，项目总金额9.67亿美元。 其中蓝色起源联合诺斯诺普·格鲁曼、洛克希德·马丁、德雷珀在内的3家美国老牌军工企业组成团队，号称“美国国家队”，获得5.79亿美元，独家占比过半。 动力系统则与内华达山脉公司合作，获得2.53亿美元。 SpaceX收到的资助最少，仅有1.35亿美元。
当时，SpaceX的“星舰”并不被看好，NASA认为其技术方案过于复杂，且交付时间得不到保障。然而，一年以后，SpaceX却成功逆袭了，哪怕是实力强劲的“美国国家队”也被迫出局，其中难道有啥“黑幕”？
原因很简单，NASA的资金有限，而SpaceX恰好是要钱最少的那一个。 NASA宣称，SpaceX的合同报价为29.4亿美元，蓝色起源的报价远高于SpaceX，动力系统的报价更是远高于蓝色起源。 据美国《太空新闻》网站报道称，NASA官员透露，有限的预算迫使他们只能选择SpaceX。 据悉，NASA原计划将在今年投入34亿美元开发登月着陆器，但国会仅批准了四分之一，即8.5亿美元。
孤注一掷，没钱只能拿技术冒险
与其他着陆器相比，“星舰”的本质是一款可重复使用的运载火箭，它长50米，直径9米，但是，要将这样一个庞然大物送到月球的难度可想而知。
按照SpaceX和NASA的方案，首先需要使用SpaceX正在研制的“超重型”助推器将“星舰”运到近地轨道，进行在轨燃料加注，之后“星舰”将自行飞到月球轨道。 接下来，NASA使用“太空发射系统”火箭将搭载4名宇航员的“猎户座”飞船送到月球轨道，通过交会对接将两名宇航员转入“星舰”中。 宇航员乘坐“星舰”在月球着陆，开展为期一周的科学考察后，再由“星舰”将其送回“猎户座”飞船并返回地球。
实现上述过程要克服重重难关。 特别是“星舰”试验接连失败，“超重型”助推器尚在研制，大规模在轨燃料加注尚无先例……NASA寄希望于SpaceX在未来几年攻克这些难题，并在本世纪20年代中期实现美国重返月球的梦想，无疑是一种技术冒险。
正常情况下，如此关键的项目至少应由两个研究机构并行开发，择优而取。 NASA之所以没有给SpaceX找一个竞争对手，根本原因也是没钱。 NASA载人 探索 与任务副主管凯西·卢德斯称，尽管蓝色起源的方案“有其优点”，但我们没有足够的资金来尝试与之协商。
低价之外，“星舰”也有过人优势
根据NASA发布的相关报告，SpaceX和蓝色起源着陆器的技术等级都是“可接受”，而动力系统着陆器的技术等级则是“一般”，低于“可接受”。 但是，相比蓝色起源着陆器只能将850千克的货物送上月球，“星舰”的运载能力就大得多了。 SpaceX官方宣称，经过在轨燃料加注后，“星舰”能将100吨的货物送到月球表面。
NASA报告中对“星舰”的技术能力不乏赞美之词。包括“星舰”能在与“猎户座”飞船对接前在月球轨道停留100天，超过NASA提出的90天的指标需求，这为载人发射留出更充足的时间；“星舰”向月球运输及从月球返回的运载能力都远远超过NASA的任务需求，使其能够运载包括笨重设备在内的科学和探测所需的相关物资，这对登月任务有非常重要的意义；NASA要求着陆器要能满足4名宇航员的生存需求，支持其在月球表面的科学探测活动，“星舰”的舱室容积和运载能力能够满足更多人类在月球表面更长时间的活动需求……
