星艦第十飛暴露熱防護罩短板：SpaceX高管稱「必須密封隔熱瓦」

外界視星艦第十飛大獲全勝，內部卻看作絕佳實測結果——SpaceX高管比爾·格斯滕邁爾最近在克利夫蘭研討會首度剖析IFT-10的熱防護罩痛點：金屬隔熱瓦氧化成「致敬航天飛機」的橙色銹跡，隔熱瓦縫隙滲熱燒蝕底層材料，但創新性密封技術「卷餅」方案已就位，助力明年V3版星艦沖刺軌道飛行。知名科技媒體《Ars Technica》航天記者斯蒂芬·克拉克對此推出獨家報道，詳解數據洞見、實驗教訓與迭代藍圖，直擊全球最大火箭如何破解快速復飛的工程謎題，帶你領略人類深空征途的創新火花。三體引力波全文譯成中文，以饗讀友。

SpaceX’s lesson from last Starship flight? “We need to seal the tiles.”

星艦試飛暴露熱防護罩短板：SpaceX稱「必須密封隔熱瓦」

2025年9月10日，斯蒂芬·克拉克（Stephen Clark）

兩周前，SpaceX星艦完成了第十次試飛，精準地在印度洋實現濺落，標志著這枚全球最大火箭的又一次里程碑。然而，飛船的熱防護罩暴露了關鍵問題：瓦片間的縫隙讓高溫氣體滲入，燒蝕了下層材料。SpaceX高管比爾·格斯滕邁爾（Bill Gerstenmaier）在最新演講中披露，工程師們已制定改進計劃，下一代星艦（V3版）將在明年嘗試軌道飛行，為月球和火星任務鋪平道路。本文將深入剖析此次試飛的成果、問題與未來計劃，帶你走進SpaceX星艦計劃的最新進展。

▲SpaceX第十次星艦試飛S37以精準濺落印度洋告終。視頻來源：SpaceX

●第十次試飛：成功與挑戰并存

8月26日，SpaceX的星艦從位于德克薩斯州星艦基地的發射臺騰空而起，這是全球最大火箭——由超重型助推器和星艦上層（飛船）組成的龐然大物——的第十次全尺寸試飛。發射場地位于美墨邊境以北，毗鄰墨西哥灣。

此次試飛有兩個核心目標：首先是解決推進系統問題。此前三次試飛中，星艦的推進和推進劑系統頻頻出現故障，SpaceX急需驗證改進措施。其次測試熱防護罩性能。星艦腹部的熱防護罩由數千塊陶瓷瓦片組成，工程師們希望獲取其在大氣再入期間的性能數據。

「一切進展得非常順利，」格斯滕邁爾在周一于克利夫蘭舉辦的美國宇航學會格倫空間技術研討會上表示。

起飛一小時多后，星艦在澳大利亞西北的印度洋精準濺落，距離目標點僅10英尺（約3米）。SpaceX在濺落點附近放置了一個充氣浮標，配合無人機記錄了飛船的最終降落畫面。視頻顯示，星艦以腹部朝下的姿態墜向海面，在最后時刻點燃六臺猛禽引擎中的三臺，翻轉至垂直姿態，平穩落入海中。

然而，飛船外表帶著明顯的「戰斗傷痕」。尾部和襟翼有可見損傷，最引人注目的是飛船側面呈現出一片銹橙色。SpaceX創始人埃隆·馬斯克解釋，這片橙色是由測試用的金屬熱防護瓦片氧化造成的。與以往試飛不同，此次幾乎所有瓦片都從發射到著陸保持完好，這是一個積極信號。

▲SpaceX負責建造與飛行可靠性的副總裁比爾·格斯滕邁爾（Bill Gerstenmaier），本周一公開星艦第十次飛行的結果。圖片來源：美國宇航學會（American Astronautical Society）

●熱防護罩的實驗與教訓

格斯滕邁爾在研討會上詳細解析了試飛結果，重點聚焦于熱防護罩的性能。

為探索更簡單、耐用的熱防護方案，SpaceX在飛船側面安裝了三塊金屬瓦片，測試其在高溫高氧環境下的表現。結果并不理想。「金屬瓦片……表現得不太好，」格斯滕邁爾說，「它們在高氧環境中劇烈氧化，形成了那種漂亮的橙色，像是向航天飛機計劃致敬的外部燃料箱顏色。」

這種橙色氧化現象揭示了金屬瓦片的局限性。SpaceX工程師們希望金屬瓦片能簡化制造流程并提高耐用性，但試驗表明它們無法承受再入時的極端條件。相比之下，陶瓷瓦片雖然復雜，但表現更可靠。

▲星艦S37于8月26日在即將濺落印度洋前的驚人一瞬。圖片來源：SpaceX

格斯滕邁爾以其一貫深入淺出的風格，解釋了問題的根源。「我們發現瓦片之間存在較大縫隙，高溫氣體通過這些縫隙滲入，燒蝕了下層的熱障材料。」（譯者注：熱障材料（thermal barrier material，一種源自SpaceX龍飛船熱防護罩的燒蝕材料，用于抵御大氣再入高溫。）他指出，飛船頂部的一片白色區域正是燒蝕的結果，這種白色殘留物是由龍飛船熱防護罩的燒蝕材料在高溫下揮發形成的。

「這告訴我們，我們需要密封瓦片，」格斯滕邁爾總結道。飛船主體采用高熔點不銹鋼合金，比航天飛機和龍飛船的鋁制結構更耐高溫，因此即使熱防護罩受損，飛船仍能承受一定程度的熱量侵襲。然而，要實現馬斯克設想的24小時內快速復飛，熱防護罩必須更加堅固耐用。

相比之下，NASA航天飛機使用了約2.4萬塊脆弱的陶瓷瓦片，需在每次任務后手工檢查和修復。SpaceX龍飛船雖然結構可重復使用，但其熱防護材料僅限一次性使用。星艦熱防護罩需要應對發射時的強烈振動、太空中的極端溫差、大氣再入的灼熱高溫，以及返回發射臺時被機械臂捕獲的沖擊。馬斯克曾直言，熱防護罩是星艦計劃「最大的工程挑戰」。

●第11次試飛：引入「卷餅」解決方案

針對隔熱瓦片縫隙問題，SpaceX工程師們已經找到了一種創新解決方案——「卷餅」密封技術。格斯滕邁爾介紹，這種材料像包裝紙一樣包裹在每塊瓦片周圍，由機器人機械固定。「當我們將瓦片按入時，這種『卷餅』材料會填充瓦片側面的縫隙，然后在表面切除多余部分。」

這種方法有望取代航天飛機上使用的復雜填縫材料，后者容易在飛行中脫落。試飛中，工程師們在飛船頂部的一些瓦片下試驗性地使用了「卷餅」材料，效果顯著——這些區域未出現明顯的燒蝕痕跡。

「在下一次飛行，即第11次試飛中，我們將在整艘飛船上全面應用『卷餅』材料，測試其密封效果和瓦片性能，」格斯滕邁爾透露。第11次試飛預計于10月進行，軌跡與此前試飛類似，仍為亞軌道飛行。

▲下一次星艦試飛的超重型助推器（B15-2）在周日靜態點火測試中的俯視圖。該助推器曾在3月飛行，并被發射臺塔架捕獲臂回收。圖片來源：SpaceX

SpaceX周日（9月7日）在德州對下一次試飛的超重型助推器進行了靜態點火測試，該助推器曾在3月飛行并被發射臺的機械臂成功回收。

「這次飛行我們不會嘗試太多新技術，」格斯滕邁爾說，「我們希望更接近明年計劃飛行的配置。」

●邁向軌道飛行：V3版星艦與猛禽引擎升級

SpaceX的野心遠不止亞軌道測試。格斯滕邁爾透露，2026年將是星艦計劃的關鍵一年，SpaceX將推出下一代星艦/超重型助推器組合——V3版（Version 3）。這一版本將配備性能更強的全新猛禽引擎，為軌道飛行做準備。

「明年，我們將首先進行V3版的亞軌道飛行，如果成功，我們可能會在隨后的V3飛行中嘗試進入軌道，」格斯滕邁爾在回答《Ars Technica》記者提問時表示。這意味著軌道飛行可能在第13次試飛左右實現，與馬斯克近期預測的「第13至15次試飛嘗試捕捉和回收星艦」相符。

進入軌道需要星艦加速至軌道速度，繞地球一周后返回德州星艦基地。迄今為止，星艦所有試飛均為亞軌道，旨在確保飛船能夠受控返回，避免失控再入導致的大型碎片墜地風險。軌道飛行將開啟星艦計劃的新篇章，包括——

回收星艦：完整回收飛船以評估熱防護罩和其他系統的性能。

部署下一代星鏈衛星：為SpaceX星鏈寬帶服務發射更強大的衛星。

軌道加油演示：實現兩艘星艦在太空中的大規模推進劑轉移，這是未來月球和火星任務的關鍵技術。

「2026年，我們的重點將是實現大規模推進劑轉移，」格斯滕邁爾說，「如果要離開地球軌道，這是必不可少的。」

●超重型助推器的意外發現

除了星艦上層的熱防護罩實驗，第十次試飛還為超重型助推器帶來了意外收獲。助推器在發射后沿墨西哥灣海岸線濺落，SpaceX借此測試了其在更高應力下的表現，模擬未來返回發射臺被機械臂捕獲的場景。

格斯滕邁爾透露，助推器在下降過程中的穩定性超出了預期。「我們在地面測試中發現，助推器在亞音速下降時會遇到不穩定抖動，但實際飛行數據顯示，我們的機動能力比計算機流體動力學和風洞測試預測的更強。」

這一差異令SpaceX的工程師們困惑。「我們不知道為什么實際飛行比模型預測的更穩定，」格斯滕邁爾說，「這是一個值得學術界和研究機構深入探討的問題。」他半開玩笑地表示，SpaceX追求的是「最小可行解」——找到可行的方案后便快速應用，而非深究其原理。

▲星艦熱防護罩局部視圖，包括三款實驗性金屬隔熱瓦。每塊瓦片大小約相當于一個餐盤。圖片來源：SpaceX

●展望未來：星艦的快速迭代與太空探索

SpaceX星艦計劃以快速迭代和試驗為核心，金屬隔熱瓦和「卷餅」材料的測試正是這一理念的體現。格斯滕邁爾將這種方法比作「邊飛邊學」，通過實際飛行驗證設計，快速改進。與NASA的航天飛機計劃耗費數年開發不同，SpaceX在短短幾年內已完成十次全尺寸試飛。

星艦成功不僅關乎SpaceX的商業目標——如星鏈網絡的擴展，還承載著NASA的登月計劃和馬斯克的火星殖民愿景。熱防護罩的完善、軌道飛行的實現以及軌道加油技術的突破，將決定星艦能否成為人類探索深空的主力工具。

「我們正在發明新技術，擴展測試邊界，」格斯滕邁爾總結道，「這些試驗為未來的軌道飛行和深空任務奠定了基礎。」

原文作者：斯蒂芬·克拉克（Stephen Clark）是《Ars Technica》航天記者，專注于報道私營航天公司和全球航天機構的動態。他的文章涵蓋技術、科學、政策和商業的交匯，聚焦地球及其之外的太空探索。

原文鏈接：https://arstechnica.com/space/2025/09/spacexs-lesson-from-last-starship-flight-we-need-to-seal-the-tiles/