简介
星舰（Starship）是由美国太空探索技术公司（SpaceX）研制开发的一种超重型太空运载工具。它由第一级超重级助推器和第二级太空飞船组成，两者都叫做星舰。
它的高度是120米，直径为9米，起飞质量是5000吨，是有史以来最大的火箭。
它的设计目标是完全可重复使用，能够在发射塔上进行控制着陆，并在几小时内重新发射。
星舰的有效载荷能力是150吨到低地球轨道，如果不重复使用则是250吨。
星舰还可以在低地球轨道上进行燃料加注，以便前往更遥远的目的地，如地球同步轨道、月球和火星。
星舰预计将代替猎鹰9号、猎鹰重型运载火箭以及天龙号航天器等载具执行地球轨道上的任务。
星舰的研发与迭代
2016年9月，spacex首次公开了星舰的前身——火星殖民运输器（Mars Colonial Transporter，MCT），并展示了一个能够搭载100人的飞船设计。
2017年9月，spacex将MCT改名为星际运输系统（Interplanetary Transport System，ITS），并缩小了飞船的规模，同时增加了一个小型货运版。
2017年10月，spacex再次更改了项目名称，将其称为BFR（Big Falcon Rocket），并进一步修改了飞船的设计，使其更加实用和经济。
2018年9月，spacex公布了BFR的最新设计，并宣布与日本亿万富翁前泽友作签署了一份合同，将他作为第一位乘坐BFR环绕月球的乘客。
2019年1月，spacex开始在德克萨斯州博卡奇卡建造BFR的原型机，并将其命名为星跳者（Starhopper）。
2019年4月，spacex正式将BFR改名为星舰（Starship），并将其分为两个部分：超重型火箭助推器（Super Heavy）和星舰飞船（Starship）。
2019年7月至8月，spacex进行了三次试飞，分别达到了20米、150米和150米的高度，并成功着陆。
2019年9月至2020年12月，spacex制造了多个星舰飞船的原型机，并进行了多次高空试飞。其中SN8、SN9、SN10、SN11都在高度约10公里处爆炸或坠毁；SN15则成功完成了10公里高空试飞并着陆；SN16则被取消发射；SN20则被用于首次轨道试飞。
2020年12月至2021年5月，spacex制造了多个超重型火箭助推器的原型机，并进行了多次地面测试。其中BN1被用于压力测试；BN2被用于发动机测试；BN2.1被用于低压测试；BN3被用于首次轨道试飞。
2023年4月20日，spacex进行了首次轨道试飞，使用了SN20和BN3组合。但是，在助推器与飞船分离后不久，发生了爆炸解体。spacex表示会继续分析数据并准备下一次试飞。
星舰结构
第二级：星舰飞船
第一级：Super Heavy助推器
第二级：星舰飞船
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。
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。
第一级：Super Heavy助推器
星舰的Super Heavy助推器是星舰系统的第一级，高度为69米，直径为9米，空重200吨，满载重3600吨，是有史以来最大最强大的火箭一级。
助推器上安装了33台猛禽发动机，其中20台是外圈的“Raptor Boost”型号，13台是内圈的“Raptor Sea Level”型号。
装载了3400吨的液氧和液甲烷作为推进剂，在全流量级联燃烧循环中工作，提供高效的比冲和推力。助推器的总推力约7.4万千牛。
完全可重复使用的，可以在发射塔上控制着陆，并在几小时内重新发射。
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。
猛禽发动机
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。
真空猛禽发动机
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。
未来计划
在2023年下半年开始执行NASA的阿尔忒弥斯计划，为月球着陆任务提供运输服务。
在2023年底或2024年初进行第一次载人飞行，搭载日本亿万富翁前泽友作和一些艺术家绕月飞行。
在2024年或2025年之间开始执行火星任务，为建立火星城市做准备。
