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欧洲刚刚揭晓了SpaceX“星舰”的新竞争对手

2026-07-29 00:03:47 基础科学 阅读

一份详尽的独立研究表明,SpaceX的“星舰”确实如预期般具有革命性,同时也揭示了其令人印象深刻的能力以及尚存的最大障碍。该研究还介绍了一个雄心勃勃的欧洲火箭概念,这可能为实现低成本的超重型发射提供一条截然不同的路径。

在“星舰”第五次综合飞行测试期间,这一意义变得更加JianCe,当时返回的“超重型”助推器被发射塔巨大的机械臂在半空中成功捕获。这一演示表明,可重复使用航天飞行的新时代已经开始。

“星舰”的最终目标是在保持完全可重复使用的同时,向近地轨道运送超过100吨的载荷。如果SpaceX实现这一目标,它将成为有史以来最强大且最具成本效益的运载火箭。因此,航天机构和航空航天公司现在的关注点已不再是“星舰”是否会重塑行业,而是它们该如何应对。

独立分析证实“星舰”的能力

德国航空航天中心(DLR)的研究人员最近完成了迄今为止对“星舰”最全面的独立评估之一。该团队没有依赖SpaceX公布的技术规格,而是通过提取前四次综合飞行测试公开视频中的遥测数据,重构了该火箭的性能。他们逐秒分析数据,以构建并验证自己的性能模型。

他们的研究结果表明,“星舰”的能力既现实又令人印象深刻。

根据分析,当前完全可重复使用版本的“星舰”可以向近地轨道运送约59吨载荷。这大致相当于“猎鹰重型”在不回收任何助推器情况下的发射能力。

 

研究人员还评估了SpaceX计划的下一代“星舰”,预计该型号将配备更大的推进剂贮箱和更强大的“猛禽3号”发动机。他们的模型预测,其可重复使用载荷向近地轨道的运力约为115吨,而在一次性使用构型下则可能高达188吨。这将超过NASA传奇的“土星五号”火箭的运载能力。

欧洲的RLV C5采取不同路径

该研究还介绍了一种名为RLV C5的欧洲超重型运载火箭概念。该设计并非从一开始就尝试完全重复使用,而是侧重于部分重复使用,同时最大化效率。

该概念将DLR长期进行的SpaceLiner计划中的可重复使用带翼助推器与一次性上面级相结合。它使用液氢和液氧,这是一种比“星舰”“猛禽”发动机所使用的甲烷和氧气效率更高的推进剂组合。

与“星舰”不同,RLV C5助推器不会进行动力垂直着陆。再入大气层后,它将利用机翼滑翔,随后被一架大型亚音速飞机在半空中捕获。尽管这种回收方法听起来充满未来感,但研究人员认为它具有重要的优势。因为助推器不需要为着陆预留推进剂,所以更多的燃料可以用于进入轨道。

效率与最大载荷的权衡

该研究强调了这两种飞行器背后不同的工程优先级。

 

起飞时,“星舰”的重量是拟议中的RLV C5的三倍多。这些额外的质量大部分来自完全可重复使用所需的硬件,包括热防护瓦、着陆推进剂、结构加强件以及其他回收系统。

因此,“星舰”送入轨道的质量中,只有约40%是有用载荷。相比之下,部分可重复使用的RLV C5将把约74%的质量用于载荷。虽然它无法匹敌“星舰”巨大的运载能力,但它实现了更高的效率。

不同任务,不同解决方案

DLR的研究人员强调,这两枚火箭与其说是直接竞争对手,不如说是针对不同问题的不同解决方案。

“星舰”巨大的载荷能力和计划的快速复用,使其非常适合月球基地、火星任务和大规模卫星星座等雄心勃勃的项目。

另一方面,RLV C5旨在为欧洲提供独立的超重型发射能力,而无需立即承担开发完全可重复使用系统的巨额成本。由于它建立在通过SpaceLiner计划已经在研究的技术之上,研究人员认为它可以作为欧洲最终开发完全可重复使用发射器之前的中间步骤。

概念与飞行火箭的对比

该研究也承认了一个重要的现实。

尽管面临持续的技术挑战,“星舰”已经在进行飞行测试。RLV C5仍然是一个纸面概念,将其转化为可运行的运载火箭将需要数年的额外开发。

“星舰”本身仍面临重大的工程障碍。在第四次综合飞行测试期间,其热防护系统的损坏非常严重,以至于不得不大幅修改设计。实现快速、可靠且完全可重复使用的操作,仍然是该火箭长期经济模型背后最大的未解决挑战之一。

尽管如此,第一作者Moritz Herberhold及其同事得出结论:“RLV C5为欧洲独立开发部分可重复使用的超重型发射能力提供了一条有效途径。”

无论未来是属于像“星舰”这样完全可重复使用的巨无霸,还是更高效的部分可重复使用系统,该研究表明,通往下一代航天飞行的成功路径可能不止一条。

信息来源

Story Source:

Materials provided by Universe Today. Original written by Mark Thompson. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Moritz Herberhold, Leonid Bussler, Martin Sippel, Jascha Wilken. Comparison of SpaceX’s Starship with winged heavy-lift launcher options for Europe. CEAS Space Journal, 2025; 18 (1): 121 DOI: 10.1007/s12567-025-00625-8

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