星艦能成功嗎？從每次爆炸看SpaceX如何學習與成長

星艦到底長什麼樣？

星艦由兩大部分組成：上面的飛船（Ship，編號像 S33）和下面的超重推進器（Booster，編號像 B14）。每次發射都有不同編號的飛船和助推器配對，例如 S33 + B14。整個系統質量可達數千公噸，其中燃料約佔大多數——在 5000 公噸的星艦中，燃料約佔 4500 公噸，真正能放貨的酬載艙頂多只有約 200 公噸。

猛禽引擎：為何既強大又容易出問題？

星艦最關鍵的部件是猛禽引擎（Raptor），它採用世界少見的「全流量分級燃燒循環」。簡單來說：在點火前，燃料和氧化劑先經過兩個不同的預燃室，一個燃料多（富燃），一個氧化劑多（富氧）。兩側產生的熱氣再進入主燃燒室完全燃燒。好處是可提高流速、把液態燃料蒸發成氣體，燃燒更快更有效率，引擎也更耐用；但缺點是結構複雜，兩個預燃室的互動一旦配比出錯，就可能損壞預燃室甚至整個引擎。

冷分離與熱分離：為何改變分離方式？

傳統火箭用冷分離：第一级和第二级分離後，第二级才點火。缺點是分離期間會因重力減速，效率降低；而且在零重力狀態下液體燃料會漂浮，抽取時會吸到氣泡，導致渦輪泵空轉或爆炸。星艦改用熱分離：在分離前就點燃第二級，保持推力連續，解決燃料漂浮問題。為保護助推器，SpaceX 又加入熱分離環，但每項改進都增加重量，進而影響回收著陸所需的燃料。

回收的折衷與演進實例

回收能省成本，但實作很難。2024年10月13日，推進器 B12 首次成功回收；2025年1月16日，B14 在空中被機械臂接住，所用的是從 B12 拆下並重複使用的 314 號猛禽引擎。為了防止爆炸波及相鄰引擎，SpaceX 為猛禽裝甲、加入防晃擋板、改良液壓與管線等，但每次改動又帶來重量增加，可能迫使他們在某次試飛中不得不放棄熱分離環以保留足夠著陸燃料。

隔熱瓦的挑戰：可重複使用還遠未到位

飛船重返大氣層時迎來極高溫度。星艦的隔熱瓦多次在鉸鏈處被高溫氣體侵蝕、脫落，機翼曾在高溫中發紅並碎裂。SpaceX 嘗試在隔熱瓦下加一層燒蝕材料、移動機翼位置（如 S33 嘗試把機翼移向背風側）等改善，但長期、快速、多次重複使用的隔熱材料仍是全世界尚未完全解決的技術難題。

安全機制與外部風險

為避免火箭失控帶來重大災害，航天器設有 FTS（飛行終止系統），在必要時用炸藥摧毀火箭，使燃料和氧化劑迅速混合引爆，讓飛行器破碎在空中，降低地面風險。不過殘骸仍會落下，會造成航班改道或衝擊地面。對比一例：2024 年 6 月中國某火箭試驗場發生點火後結構撕裂、意外升空並最終墜毀的事件，顯示在有人口密集區附近試射的風險甚大。

結語：爆炸不是失敗，而是學習的一部分

星艦一次次的爆炸與回收成功，反映出工程上不停的試錯與改進：從冷分離到熱分離、從新增裝甲到調整儲罐與阻尼，都是工程師在權衡效率、安全與質量的結果。未來要達到真正快速、可重複使用、且對環境與民眾風險低的火箭，還需要在隔熱材料、引擎穩定性與發射場管理上做更多工作。你認為在推動太空技術的同時，政府與企業應如何兼顧安全與環境？