未来天玑|星舰正在改变现有发射市场规则

国际航天爱好者 2026-07-13 19:23:25 国际资讯 23 0

星舰正在改变现有发射市场规则

概念图，展示了星舰通过其“Pez糖盒式”部署系统释放Starlink V3卫星。

星舰具备将100吨载荷送入的近地轨道的能力，在10年前，这是不可想象的，SpaceX的这款新型火箭正在改变航天界几乎所有人的固有认知。借助创新性、颠覆性的在轨燃料加注技术，星舰有望将同等重量的载荷送往地球更高的轨道、月球乃至火星。

需要注意的是，星舰目前仍处于实验阶段，马斯克画的大饼距离实现还有很长的路要走。尽管如此，美国国家航空航天局（NASA）和美军正在探索利用星舰登月或向偏远战区运送物资的新方式；科学家们也迫切希望利用其巨大的内部空间来发射巨型太空望远镜。如今，一些美国卫星制造商也开始针对这款全球最强火箭的巨大运力进行适应性调整。

这彻底颠覆了运载火箭与卫星运营商之间供需关系的传统平衡模式。长期以来，火箭的设计都是为了迎合航天工业的趋势，它们根据客户的需求，根据被发射卫星的特点来进行工程研发。但在2026年，运力充沛的超重型火箭发射新时代的到来，有望解锁卫星的全新应用场景。

从历史上看，工程师在设计新型火箭时通常依赖几个基本假设。其中之一是，运载火箭会将单个载荷或少量卫星送入太空。这些有效载荷会堆叠在火箭顶部，在恰当的时机、精确的轨道上释放。卫星与火箭的匹配遵循着可预测的、有序的模式：小卫星需要小火箭，而更大的载荷则需要更重的发射器。

或许最基本的认识是，这些卫星会被安置在火箭的顶部，由一个满足空气动力学整流罩保护着；一旦运载火箭冲出大气层，进入真空的太空环境，整流罩就完成使命抛离。

第一个曾打破这个基本认识的运载工具是NASA的航天飞机。在其服役期间，它部署了很多大小不一的卫星，但最终在商业上被证明是失败的。随后，NASA将重心转向建造国际空间站，而航天飞机在2011年退役前出色地完成了这项任务。归根结底，航天飞机至少在商业层面上被成本更低的一次性火箭所超越。它的独特属性从未对工程师设计卫星的方式产生过太大影响。

如今，SpaceX的星舰火箭再次有望颠覆整个发射行业，进而改变卫星制造商和所有者的未来。此外，市场上还有其他超重型火箭即将登场。例如蓝色起源公司的新格伦（New Glenn）火箭，尤其是其尚未首飞的、配备更多发动机的升级版，正好填补了SpaceX主力火箭猎鹰9号与星舰之间的运载能力空白。

星舰的首批真实载荷将是SpaceX自家的下一代星链V3宽带卫星。单次发射最多可搭载60颗。星链V3沿用了SpaceX现有星链卫星的可堆叠、扁平化架构。

SpaceX摒弃了其他企业和公司半个多世纪以来普遍使用的传统盒状卫星设计。在猎鹰9号上，堆叠的星链卫星放置在火箭顶部的整流罩内进入太空，并在入轨后一次性释放。早在2019年，SpaceX就通过星链首次展示了扁平化、可堆叠卫星架构的实用性。这是卫星行业的一次大的变革，卫星的形态发生了很大的变化。

在星舰上，SpaceX又采用了不同的方法：星链卫星被布置在火箭机舱内部，随后通过侧面的一个小舱门弹出，就像Pez糖果盒、纸牌分发机的分配器一样。滑轮和缆绳将每颗卫星逐一降至部署位置，随后舱门关闭，以便火箭返回地球。

SpaceX选择这种新颖的架构有几个原因。扁平化设计使每颗卫星能拥有更大的面向地球的表面积。同时，这也让SpaceX至少在初期无需专注于研发大型有效载荷整流罩。Rocket Lab的中小型中子号（Neutron）火箭在整流罩设计上也采取了类似的革命性方法，将其与中子号的可复用助推器集成，而不是与一次性使用的上面级集成。但对于星舰，SpaceX的意图是实现整个飞行器的快速完全复用。

其他卫星制造商也开始关注且学习这一趋势，但并非所有公司都如此。亚马逊的宽带星座（Amazon LEO）使用了外观更为传统的卫星。

未来太空任务的多样性将要求部分卫星采用更传统的外形，其中一些需要搭载配备传统整流罩的火箭。预计SpaceX最终会提供另一种部署系统，以容纳那些不兼容“Pez糖盒式”部署的其他类型有效载荷。

航空航天公司（Aerospace Corporation）的一份新报告阐明了卫星公司为何要针对星舰进行优化。星舰体型庞大且可重复使用，一旦投入运营，其每公斤有效载荷的入轨成本有望比猎鹰9号降低一个数量级。这意味着成本可能从每公斤数千美元降至几百美元。

该论文提出了三种情景，其中两种假设完全可复用的星舰及超重型助推器的单次初始发射成本为1亿美元，边际成本为20%或35%。这与体积较小、部分可复用的猎鹰9号的边际成本相符；在专门的星链任务中，SpaceX发射猎鹰9号的单次成本最低可达1500万美元。

这将使满载星舰在经历10次复用循环后，每公斤的发射成本降至133美元至233美元。而在另一种更乐观的情景下——假设单次初始发射成本为5000万美元且边际成本为20%——星舰与超重型助推器在满负荷运行9次循环后，有效载荷成本将降至每公斤67美元。这甚至比给大多数SUV加满一箱油还要便宜。如果SpaceX能将这些更为乐观的目标化为现实，将印证马斯克在2022年做出的论断：星舰的单次飞行成本最终可能低至1000万美元。

星舰成本三种情景及其对每公斤有效载荷成本的影响。图片来源：航空航天公司（Aerospace Corporation）

SpaceX可以通过“制造与运营的学习曲线、更低的边际成本、满载火箭以及充分的重复使用”来实现这些数字。SpaceX已经用猎鹰9号证明了其可行性，但这在星舰上不会一蹴而就。本月早些时候，SpaceX的一枚可重复使用的猎鹰9号助推器创下了第35次发射的纪录。该公司在2021年才实现单枚助推器9次飞行，这距离猎鹰9号的首次发射已过去了近11年

星舰要服务的最显见市场将是巨型星座，首先是SpaceX自家的星座。这类任务将帮助SpaceX顺应学习曲线，从而创造并赋能那些尚未实现的市场，例如常规的月球和火星之旅、轨道数据中心，或是地球上的点对点运输。

使用猎鹰9号，SpaceX公司每次只能发射27颗V2卫星，而星舰可以发射60颗更大的V3卫星。这意味着星舰单次发射的带宽可达61,000 Gbps，而猎鹰9号发射V2卫星仅为2,600 Gbps。换句话说，与猎鹰9号和V2卫星相比，星舰单次发射可部署的带宽几乎是其24倍。这是一个巨大的飞跃。

当然，成本并不等同于价格。SpaceX向商业客户收取的猎鹰9号专属发射费用为7400万美元，大约是其内部发射成本的五倍。即便如此，猎鹰9号仍是西方世界最具性价比且最可靠的发射选择。目前尚难预料SpaceX将在何时何地制定星舰的发射价格。部分考量将取决于SpaceX竞争对手（如蓝色起源）的进展。

一些经济学家认为，星舰的体量过于庞大，无法实现SpaceX的所有宏大目标。就像已退出大众视野的空客A380客机一样，运力大并不一定能降低成本，带来大的收益。