SpaceX 星舰在九次测试失败后,首次成功部署卫星并在太空重新点火发动机

作者
Jane Park
22 分钟阅读

SpaceX 星舰 10 号飞行:突破可靠性瓶颈

德克萨斯州星际基地—— 周二晚上美国东部时间7:30,一座高达403英尺(约122.8米)由钢铁和雄心铸就的巨塔从墨西哥湾沿岸拔地而起,肩负着人类太空探索的未来以及数十亿美元的投资者期待。

SpaceX 星舰,世界最强大的火箭,在德克萨斯州星际基地进行测试发射。(图片来源:spaceflightnow.com)
SpaceX 星舰,世界最强大的火箭,在德克萨斯州星际基地进行测试发射。(图片来源:spaceflightnow.com)

SpaceX 的第十次星舰试飞取得了前九次尝试未能实现的目标:无缝执行了两项对任务至关重要的能力,使该飞行器从一个令人印象深刻的原型转变为具有商业可行性的资产。这是该航天器首次在太空中成功部署有效载荷并重新点燃发动机——这些里程碑标志着从实验性硬件向运营基础设施的根本性转变。

此次飞行不仅代表着技术进步;它标志着一个战略转折点,可能重塑太空商业经济,加速美国重返月球的进程,并为 SpaceX 的星链(Starlink)星座解锁前所未有的收入来源。

当工程精度邂逅战略远见

此次任务的成功源于有节制的审慎,而非一味追求雄心勃勃。与此前尝试复杂塔架捕获和激进再入剖面不同,星舰 10 号飞行专注于两个具体目标:打开“Pez”式有效载荷分配器,并演示太空发动机重新点火能力。

星舰“Pez”式有效载荷舱的插图,该设计旨在将下一代星链卫星部署到轨道中。(图片来源:ringwatchers.com)
星舰“Pez”式有效载荷舱的插图,该设计旨在将下一代星链卫星部署到轨道中。(图片来源:ringwatchers.com)

这两项成就都满足了基本的商业需求。有效载荷部署验证了星舰发射下一代星链卫星的能力——每次任务可能运载超过 40 吨,而猎鹰 9 号(Falcon 9)的上限为 17 吨。发动机重新点火能力则为深空任务和 NASA 的“阿尔忒弥斯”(Artemis)计划提供了必不可少的轨道机动能力。

一位熟悉 SpaceX 发展战略的航空航天行业分析师评论道:“从实验到运营就绪,正是需要这种里程碑驱动的方法。”“他们已经超越了证明火箭能飞的阶段,正在展示它能正常运行。”

“超重型”(Super Heavy)助推器也执行了一项同样重要的测试,它故意关闭了主着陆发动机,并切换到备用系统,然后溅落在墨西哥湾。这项冗余验证解决了星际基地未来塔架捕获尝试的关键安全要求。

解读飞行数据背后

此次任务的技术成就掩盖了一些值得仔细审视的战略信号。SpaceX 决定测试替代性热防护材料——包括金属和主动冷却瓦片——表明其发展重点已超越近期月球任务,转向火星级别的再入大气层要求。

星舰原型机上六边形隔热瓦片的近景,这对于度过大气再入至关重要。(图片来源:redd.it)
星舰原型机上六边形隔热瓦片的近景,这对于度过大气再入至关重要。(图片来源:redd.it)

该公司移除了部分隔热瓦片,以对底层结构进行压力测试,从而获取通过地面测试成本过高的数据。这种方法反映了对飞行器基本设计的信心,同时也承认完全可重复使用性仍难以实现。

更重要的是,在整个飞行过程中成功维持通信解决了 NASA 监管方面的一个长期担忧。此前的任务在关键阶段曾丢失遥测数据,导致飞行器健康状况和任务状态存在不确定性——这对于载人操作来说是不可接受的条件。

“阿尔忒弥斯”计划的时间表计算

尽管星舰 10 号飞行降低了 NASA 登月计划的技术风险,但其关键路径仍未改变。“阿尔忒弥斯三号”(Artemis III)任务依赖于尚未演示的能力:需要多次星舰发射的轨道加油操作、太空低温推进剂转移以及月球下降发动机认证。

您知道吗?轨道加油是一项开创性技术,它允许航天器和卫星在太空中加油,从而延长其寿命并实现深空任务。通过将推进剂从加油航天器转移到轨道上的另一航天器,NASA 等机构和 SpaceX 等公司旨在使月球、火星及更远的任务更高效、更具成本效益。这项技术不仅减少了从地球发射大量燃料的需求,也为长期太空基础设施铺平了道路——尽管它面临着零重力流体动力学、低温燃料储存和精确对接等挑战。

行业消息人士表示,这些要求可能会使时间表超出 NASA 设定的 2027 年年中目标,尤其考虑到验证生命支持系统和乘员安全协议的复杂性。然而,星舰 10 号飞行所展示的可靠性增强了对底层飞行器架构的信心。

NASA 概念艺术图,展示了星舰载人着陆系统(HLS),该系统将用于“阿尔忒弥斯”任务,将宇航员送回月球。(图片来源:wikimedia.org)
NASA 概念艺术图,展示了星舰载人着陆系统(HLS),该系统将用于“阿尔忒弥斯”任务,将宇航员送回月球。(图片来源:wikimedia.org)

此次任务的成功正值一个关键的政治时刻。国会拨款委员会对“阿尔忒弥斯”计划的时间表和成本表示出日益增长的怀疑。星舰开发方面的明显进展为 NASA 提供了项目推进的切实证据,可能确保该计划在 2026 财年之前获得持续资助。

星链的经济转型

有效载荷部署的成功对 SpaceX 的收入模式具有深远影响。目前,星链业务每年产生约 65 亿美元的收入,但星座扩展需要超越猎鹰 9 号运载能力的发射能力。

星链的爆炸式增长使其成为 SpaceX 估值和未来盈利能力的主要驱动力。

指标2024 年2025 年(预计)关键说明
收入约 77 亿美元约 118 亿–123 亿美元同比增长约 50%,受用户扩展和政府合同驱动
用户数约 400 万约 780 万增长约 76%;因新兴市场 ARPU 较低,收入增速滞后于用户增速
收入构成约 75 亿美元消费者,约 13 亿美元硬件,约 30 亿美元政府/企业非住宅需求急剧上升
自由现金流约 +20 亿美元尽管资本支出庞大,但垂直整合支持下实现正自由现金流
SpaceX 估值约 3500 亿美元企业价值星链约占收入的 60%,息税折旧摊销前利润 (EBITDA) 的 75%星链被视为 SpaceX 总价值的 65% 以上
情景分析约 77 亿美元实际值上行空间超过 120 亿美元;下行风险来自容量和定价增长与用户、ARPU(每用户平均收入)和政府合同挂钩

下一代星链卫星需要更大的轨道位置和增强的功能,这使得星舰的体积和质量优势成为必需。行业分析师预计,星链成功规模化后,到 2028 年每年可产生超过 200 亿美元的收入,将 SpaceX 从一家发射服务提供商转变为一家电信基础设施公司。

这种收入潜力解释了 SpaceX 近期在私募市场获得 3500 亿美元估值的原因。该公司的财务轨迹日益依赖于星链的增长而非传统的发射服务,这使得星舰的有效载荷能力对未来的盈利能力至关重要。

竞争格局变化

星舰 10 号飞行的成功加剧了对竞争性重型运载火箭提供商的压力。蓝色起源(Blue Origin)的“新格伦”(New Glenn)火箭仍在等待首飞,如果星舰率先达到运营状态,其价值主张将面临日益严峻的挑战。同样,联合发射联盟(United Launch Alliance)的“火神”(Vulcan)火箭尽管近期认证成功,但其所处的经济类别从根本上来说是不同的。

主要重型和超重型运载火箭近地轨道(LEO)有效载荷能力比较(设计目标与运营能力)

运载火箭供应商状态近地轨道有效载荷(配置)说明
星舰飞行测试/迭代中目标: 100–150 吨(完全可重复使用)
当前(2024 年): 约 40–50 吨
SpaceX 宣传完全可重复使用时载荷为 100–150 吨;2024 年公开评论中称早期飞行约为 40–50 吨,表明相对于设计目标仍在持续优化中。
猎鹰重型已投入运营63.8 吨(完全一次性使用)SpaceX 列出 63,800 公斤;助推器回收后有效载荷显著下降;仍是重型/超重型运载方案。
太空发射系统(SLS)Block 1已投入运营(阿尔忒弥斯一号)约 70 吨级;一些分析在特定假设下讨论可达 90–95 吨NASA 材料强调 TLI(月球转移轨道)数据;近地轨道有效载荷取决于配置和假设。
新格伦近期约 45 吨公布的能力为 51.6° 近地轨道约 45 吨;可重复使用模式下到地球同步转移轨道(GTO)约 13 吨;首次飞行待定。
阿丽亚娜 6 号 A64已投入运营约 21.5–21.6 吨欧洲航天局(ESA)/行业消息称 A64 可运载约 21.5 吨至近地轨道;较小的 A62 型可支持约 10.3 吨。
火神半人马座已投入运营约 10–11 吨(仅核心级);使用 2–6 个 GEM 63XL 助推器时可扩展到十余吨以上性能高度依赖配置;强大的直接地球同步轨道能力意味着使用更多助推器时可实现更高的近地轨道运载能力。

国际竞争者面临更严峻的挑战。中国旨在 2030 年左右实现载人登月任务的“长征十号”计划,现在必须加快发展才能保持竞争力。欧洲航天局(European Space Agency)的各项倡议似乎也越来越不足以满足下一代的需求。

更广泛的发射行业正面临向完全可重复使用系统转变的潜在范式。小型和中型运载火箭提供商必须通过专业化的任务剖面、快速部署能力或利基技术要求来差异化竞争,而不是在每公斤成本上竞争。

投资影响和市场动态

对于机构投资者而言,星舰 10 号飞行验证了 SpaceX 高估值背后的技术可行性,同时也凸显了剩余的执行风险。该公司上市的路径可能更多地取决于星链的运营现金流,而非仅仅依靠发射服务收入。

潜在受益者包括专注于热防护系统、低温处理设备和卫星制造的航空航天供应商。定位于卫星星座地面基础设施的公司也可能受益于星座部署的扩大。

传统电信服务提供商面临来自低地球轨道宽带服务的日益激烈的竞争压力。随着卫星覆盖范围的改善和成本的下降,农村和移动市场似乎特别容易受到颠覆。

未来之路

SpaceX 接下来的发展重点似乎很明确:实现入轨和回收、演示飞行器间推进剂转移以及验证快速可重复使用性。每个里程碑都解决了特定的商业或计划要求,而非仅仅是技术演示。

SpaceX 位于德克萨斯州博卡奇卡的星际基地设施的鸟瞰图,展示了发射塔和生产场地。(图片来源:sciencephoto.com)
SpaceX 位于德克萨斯州博卡奇卡的星际基地设施的鸟瞰图,展示了发射塔和生产场地。(图片来源:sciencephoto.com)

该公司将星际基地注册为独立城市,反映了对长期运营的信心,同时可能简化监管审批流程。这种垂直整合策略扩展了 SpaceX 对关键基础设施和开发时间表的控制。

市场观察者应密切关注几个关键指标:美国联邦航空管理局(FAA)后续飞行的许可节奏、NASA 的在轨加油演示时间表以及星链用户增长率。这些指标将表明星舰 10 号飞行的成功是否能转化为持续的运营能力。

超越技术成就

星舰 10 号飞行不仅仅代表着工程上的进步;它展示了 SpaceX 从颠覆性创新者到基础设施提供商的演变。此次任务的审慎方法和对特定目标的专注,表明其组织成熟度已与商业和计划要求保持一致。

其更广泛的影响超越了 SpaceX 本身。成功开发完全可重复使用的重型运载能力可能会加速太空制造、轨道建造项目和深空探索计划。发射成本降低带来的经济乘数效应在很大程度上仍是理论上的,但具有潜在的变革性。

随着航空航天业从政府主导的探索转向商业规模运营,星舰 10 号飞行可能被铭记为下一代太空运输从可能性变为现实的时刻。技术成就的重要性不及它们对经济模型的验证,这些经济模型可能重塑人类与太空的关系。

内部投资论点

类别详情与分析
任务总结助推器在墨西哥湾成功软着陆溅落。飞船通过 PEZ 分配器部署了 8 个星链模拟器,在太空执行了一次猛禽发动机(Raptor)重新点火,并在印度洋软着陆溅落(伴随倾覆/爆炸)。所有主要目标均已达成。
主要成就有效载荷部署: 验证了 PEZ 分配器,为星链 V3 版发射铺平道路。
太空重新点火: 对轨道机动和未来加油至关重要。
发动机失效冗余: 助推器在三台中央发动机中一台失效的情况下成功着陆。
热防护系统(TPS)数据收集: 通过故意进行的瓦片测试收集了高价值的热载荷数据。
成功根本原因1. 缩小测试范围: 专注于关键里程碑(部署、重新点火)。
2. 强化控制/通信: 解决了此前姿态和通信问题。
3. 迭代着陆逻辑: 有信心测试发动机失效冗余。
4. 数据优先于硬件: 故意的热防护系统实验以加速学习。
剩余挑战未入轨/未回收: 飞行剖面仍为亚轨道,硬件已处理。
热防护系统未解决: 溅落后的爆炸表明再入加热问题依然存在。
关键路径未改变: 在轨加油(用于阿尔忒弥斯)仍是一个独立且未经证实的挑战。
星链影响将星链 V3 版的大规模部署从“推测性”变为“可行”,预计在 2026 年实现。鉴于星链的增长(超过 600 万用户,2025 年收入指导为 155 亿美元),这对经济至关重要。支持星链可能在 2026-2027 年进行分拆/首次公开募股(IPO)。
阿尔忒弥斯影响关键路径未改变。在 2026 年之前未能成功演示低温推进剂转移的情况下,阿尔忒弥斯三号在 2027 年年中着陆的可能性仍低于 50%。
竞争影响对亚马逊柯伊伯(Amazon Kuiper)不利: 扩大了单位经济效益差距。
对地球同步轨道(GEO)施压: 增加了对传统卫星提供商的压力(价格/延迟)。
对发射服务施压: 影响了火神/新格伦重型运载火箭的定价能力。
监管/地缘政治星际基地城市: 地方控制可能加速节奏,但会增加审查/诉讼风险。
星链治理: 乌克兰服务控制仍是与盟国政府合作的采购风险。
概率性路线图入轨: 2026 年上半年达到 70%
助推器塔架捕获: 2026 年下半年达到 55%
近地轨道低温转移: 2026 年达到 45%
星舰搭载星链 V3 版: 2026 年达到 50%;2027 年达到 75%
阿尔忒弥斯三号着陆: 2027 年年中前低于 50%
估值思考基本情景(受支持): SpaceX 约 4000 亿美元的估值包含了选择权。星舰 10 号飞行支持了这一点,但并未增加近期 EBITDA。星链收入主导地位的路径提高了近期无需 IPO 的可能性。
领先指标1. SpaceX 的下一个测试计划(入轨/捕获措辞)。
2. FAA 许可/星际基地诉讼。
3. 低温转移硬件的推出。
4. 星链关键绩效指标(用户、ARPU、V3 版准备情况)。
5. 竞争对手信号(柯伊伯、新格伦)。
整体看法技术上: 降低了项目风险,从“原型”过渡到“可运行的系统集成”。
商业上: 特别降低了星链 V3 版现金引擎的风险。
战略上: 发动机失效测试是容错、工厂规模可重复使用的关键转折点。总结:风险降低,时间表依然紧张。

投资者应注意,太空行业投资伴随着重大的技术和监管风险。测试飞行的过往表现不保证运营成功或商业可行性。

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