SpaceX的StarShip星舰能力这么强，什么时候能登陆月球火星那？ - 姚明华-Michael Yaoncreat-开拓人类文明新边界！

马斯克曾在今年 7 月通过推特表示，未来有望平均每 3 天发射 50 枚火箭，每年将超过 1 百万吨的有效载荷送入轨道，足以在火星上建造一座自给自足的城市。同时，他还在去年 8 月表态，希望 20 年内能在火星建造“自给自足”的城市。

如果载入登月登火要实现以下几点（部分）：

1.航天器的先进程度；2.推荐系统，可实现远距离的运输；3.电子信息，通信技术等；4.生命保障，长时间的承载对乘员的生命保障；5.着陆，对地外星系的软着陆技术，保障安全着陆；6.交会对接，在轨期间的航天器交换对接技术；7.返回，总不能有去无回，还有有靠谱完善的返回方案。

一，星舰是否能载入登月登火星？

从星舰的视频和对马斯克的了解登上火星是必然要走的路，那么有如此的雄心壮志还需要强大的技术做支持，以下看下StarShip的配置（截至到2023年11月）后期可能会有变化，比如助推器的捆绑。

SpaceX 的 Starship 航天器和超重型火箭，代表了一种完全可重复使用的运输系统，旨在将船员和货物运送到地球轨道、月球、火星及更远的地方。

高度 121 m / 397 英尺直径；

9 m / 29.5 英尺有效负载能力；

起飞质量是5000吨，是有史以来最大的火箭；

在完全可重复使用的配置下具有 150 吨（330,000 磅）到近地轨道的有效载荷能力，

不充分使用具有 250 吨（550,000 磅）的有效载荷能力。

发展历程：

2005 年 11 月，马斯克首次提出 BFR 重型运载火箭概念，其LEO有效载荷为 100 吨，由 Merlin 2 发动机提供动力。

2016 年 9 月 26 日，猛禽发动机原型首次在试验台上点火，这使得建造大型液氧甲烷火箭成为可能。几天后，马斯克在国际宇航大会上公布了星际运输系统（ITS），近地轨道运载能力300吨。

在2017年的IAC 上，马斯克提出了一个150 吨近地轨道运载火箭概念，再次使用 BFR作为项目名称。

2018 年 4 月，时任洛杉矶市长确认了在洛杉矶港建设BFR 火箭生产设施的计划。

2018 年 9 月，BFR 航天器经过重新设计，出现了两个前襟翼和三个可用做着陆腿的后襟翼。随后，日本富豪前泽友作与SpaceX签订太空旅游任务合同，将搭乘 BFR 进行绕月飞行。

2018 年 11 月，宣布了整个系统和第二级的名称“Starship”，以及助推器的名称“Super Heavy”。

2019 年 1 月，马斯克宣布火箭将由不锈钢材料制成。

2019 年 9 月，马斯克进一步详细介绍了下级助推器、上级控制其下降的方法、隔热罩、轨道加油能力以及火星以外的潜在目的地。航天器的后襟翼从三个减少到两个，Starship 的机身材料从碳复合材料改为不锈钢，因为它成本更低、熔点更高、低温强度高且易于制造。

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1.1 星舰有两部分组成（目前）：第一级：Super Heavy助推器（超重助推器），第二级：星舰飞船

第一级：Super Heavy助推器（超重助推器

超级重型是星舰发射系统的第一级或助推器。超重火箭由 33 个使用过冷液态甲烷 (CH 4 ) 和液氧 (LOX) 的猛禽发动机提供动力，完全可重复使用，并将重新进入地球大气层并降落在发射场。

高度 71 m / 232 英尺

直径 9 m / 29.5 英尺

推进剂容量 3,400 吨/7.5 毫升

推力 7,590 吨/16.7 毫升

助推器上装有一套着陆系统，包括四个着陆腿和四个格栅翼，用于控制姿态和速度。助推器还配备了一套飞行终止系统，用于在发生异常情况时安全销毁助推器。

1.1.1 火箭发动机

隆重介绍一下-猛禽发动机

starship-猛禽发动机

直径 1.3 m / 4.2 英尺

高度 3.1 m / 10.2 英尺

推力 230 吨/507 磅

这是一种全流量级燃烧循环的火箭发动机，直径1.3米，高3.1米，由SpaceX开发和制造，专门用于星舰系统。

全流量级燃烧循环是一种双轴级燃烧循环，它使用了富氧和富燃料的两个预燃室。这种循环允许两种推进剂都完全流经涡轮机，因此得名。

燃料涡轮泵由富燃料的预燃室驱动，氧化剂涡轮泵由富氧的预燃室驱动。在预燃室中，一小部分推进剂，通常是富燃料的，被部分燃烧，产生高压高温的气体，用于驱动涡轮泵。然后，这些气体被注入主燃烧室和另一种推进剂完全混合并燃烧，产生推力。全流量级燃烧循环的优点是高效率，因为没有推进剂被浪费在涡轮机后。

缺点是工程复杂性，因为预燃室排出的气体对涡轮机和管道造成极大的压力和温度。猛禽发动机使用低温液氧和液甲烷作为推进剂，而不是SpaceX早期的梅林和凯斯特尔火箭发动机使用的RP-1和液氧。

猛禽发动机的推力是梅林1D发动机的三倍，后者用于猎鹰9号和猎鹰重型运载火箭。

SpaceX的星舰系统使用了三种不同配置的猛禽发动机：Raptor 1、Raptor 2和Raptor 3，它们的推力分别为185吨、230吨和269吨。

猛禽发动机采用了两个涡轮泵，分别驱动液氧和液甲烷的高压流体进入燃烧室。它的燃烧室压力达到了300巴（4400 psi），Raptor 3更高达350巴（5100 psi）。它的真空比冲达到了363秒（3.56公里/秒），海平面比冲达到了327秒（3.21公里/秒）。

Super Heavy助推器上的33个猛禽发动机分为两层排列，外层有20个，内层有13个。

外层的20个发动机是“Raptor Boost”配置，它们去掉了节流阀执行器以减轻重量，并且使用了修改过的喷嘴，降低了节流性能，以换取更高的推力。

内层的13个发动机是普通的“Raptor”配置，它们可以在20%到100%之间调节推力，并且可以在两个轴向上偏转15度以控制姿态。

Super Heavy助推器上的所有33个猛禽发动机都可以在点火前进行点火测试，并且可以在飞行中关闭或重新点火。

1.1.2，真空发动机

真空猛禽发动机是猛禽发动机的一个变体，直径2.3米，高4.6米，有一个更大的喷嘴，以增加比冲和减少气流分离。真空猛禽发动机主要用于星舰的第二级，也就是可以在轨道上飞行和降落的宇宙飞船。

根据SpaceX的计划，星舰的第二级将配备六台猛禽发动机，其中三台是真空猛禽发动机，三台是海平面猛禽发动机。这样可以在不同的高度和速度下提供最佳的性能。真空猛禽发动机的单发推力约为14.7兆牛顿（约合150万千克力），比冲约为380秒。

1.2，星舰的第二级也叫星舰飞船

是一个完全可重复使用的太空飞行器，可以搭载乘客和货物到地球轨道、行星目的地，以及地球上的不同地点。

星舰飞船高50米，直径9米，空重100吨，满载重1300吨，装载了1200吨的液氧和液甲烷作为推进剂。

它使用了6个Raptor发动机，其中3个是Raptor真空发动机，专门用于真空环境。它的最大推力达到了1470万牛顿，相当于1500吨。

在轨加注

星舰飞船可以在低地球轨道上通过加油星舰补充推进剂，从而实现到更高能量目的地的转移，比如地球同步轨道、月球和火星。在轨加注可将多达 100 吨的货物一路运送到火星。而如果油轮具有较高的重复利用能力，其主要成本只是氧气和甲烷的成本，而且成本极低。

星舰-超级重型综合飞行测试

预定任务（可能会变动）

1.3，登陆月球/登陆火星方案

1.3.1，登月

月球

月球是地球最近的宜居邻居之一，为火星及其他地方的任务提供了获得宝贵经验的机会。直径 3,475 公里，白天长度-29.5个地球日，重力-地球的 16.6%，距地球平均距离-384,400 公里；

前往月球并返回，登月任务通常会持续 6-7 天。

登月方案

01.发射，液氧和甲烷被装载到星舰超重型系统上，超重型星舰升空。

02.助推器分离，超级重型与星舰分离并返回地球，星舰继续进入轨道。

03.跨月注射，星际飞船使用三个猛禽真空发动机进行月球转移燃烧。

04.飞越月球，星舰进行小型调整机动以瞄准近距离目标。

05.近月面，当星舰接近月球时，月球表面将清晰可见，可供近距离观察。

06.结束月球飞越，当星舰开始返回地球时，随着地球变大，月球逐渐远离。

07.进入界面，星际飞船利用其隔热罩安全地重新进入地球大气层。

08.降落，星舰执行最后一系列控制燃烧，进入垂直方向并降落在着陆场上。

星舰载人着陆月球

在 NASA 的阿尔忒弥斯任务中，星际飞船将在 50 多年来首次将人类送上月球表面。从阿耳忒弥斯三号开始，星际飞船将把船员降落在月球南极附近的一个地区，进行月球漫步并勘察未来月球基地的可能区域。在未来的任务中，星舰将提供广泛的地表探索所需的补给、设备和科学有效载荷。

NASA 的阿尔忒弥斯任务

登月设想

据SpaceX发布，日本企业家前泽友作和 DearMoon 的船员将成为第一艘发射、绕月飞行并安全返回地球的人类星际飞船。在为期一周的旅程中，这支由来自世界各地的艺术家、内容创作者和运动员组成的团队还将在距离月球表面 200 公里的范围内旅行。

1.3.2，登火

火星

火星距离地球约2亿公里，是地球最近的宜居邻居之一。火星距太阳的距离大约是地球距太阳距离的一半，因此它仍然拥有充足的阳光。天气有点冷，但我们可以暖和一下。它的大气主要是二氧化碳，还有一些氮、氩和一些其他微量元素，这意味着我们只需压缩大气就可以在火星上种植植物。火星上的重力约为地球的 38%，因此您可以举起重物并四处跳跃。此外，这一天与地球的白天非常接近。