图1　星舰着陆剖面

（4）采用防热瓦设计

由于不锈钢的熔点较高，新的不锈钢超重-星舰设计与碳复合材料相比，需要的热防护措施较少，从而弥补了钢具有更高质量的这一缺点。飞船从低轨道返回时，表面约20％的部分将暴露在最高温度约1 476 ℃的环境中，另外20％最高温度至1 326 ℃，其余表面最高温度将低于1 176 ℃，这是不锈钢无需任何额外冷却即可承受的温度。再入时箭体所承受的温度最高不超过330 ℃，发动机部分周围的温度不超过925 ℃，可采用被动辐射冷却来应对。这意味着星舰的背风侧不需要任何隔热层。

而在迎风面，最初马斯克曾设想使用双层不锈钢外壳+液膜冷却来实现防热。但最终SpaceX研发团队还是决定采用坚固的并可重复使用的防热瓦，从而使系统整体更轻。迎风面防热结构将大部分由六边形防热瓦组成。选择这种形状是因为这样“它没有能够让热流加速通过的直线路径间隙”。

SpaceX并未透露防热瓦所采用的材料，而根据SpaceX与NASA Ames研究中心的合作协议推测，SpaceX很可能在星舰上采用该中心所拥有的新型TUFROC防热材料（增韧型单片纤维增强抗氧化复合材料），该材料用于美国空军试验航天器X-37B的翼面前缘，经过飞行验证，且TUFROC-X可直接贴敷于不锈钢材料，工艺上相较碳纤维结构有所简化。

 未来影响分析 

目前，星舰原型机已实现10 km级的高空试飞，最早将于2021年完成轨道发射测试。虽然该时间表过于乐观，但该系统一旦研制成功并投入使用势必对美国航天发射项目、商业发射市场与太空环境等领域带来重大影响。

（1）有望助力美国实现重返月球计划，也为SLS项目带来更大压力

自2011年航天飞机退役以来，SpaceX公司与NASA的合作越来越紧密，在NASA发射中所占的份额也越来越大。目前，SpaceX承担了NASA超过半数的发射，包括许多科学有效载荷，还通过了NASA的载人认证，执行国际空间站乘员轮换任务。此外，SpaceX还被NASA选中为其设计月球着陆器，参与到NASA的重返月球计划 （阿尔忒弥斯计划）中。如果超重-星舰系统能顺利按照计划研制成功，那么将具备100 t以上的LEO运载能力、重复使用能力及载人运输能力，可以通过一次发射将超大型有效载荷送入轨道。这些都符合美国重返月球计划的需求。

相比之下，美国为重返月球而开发的SLS重型火箭，自2010年开始研制，成本增加了一倍，到2020年投入已超过180亿美元，到2025年将达到410亿美元。SLS的研制进度也一推再推，比最初计划的首飞时间至少要延迟3年。NASA的一份报告指责波音公司管理、技术和基础设施问题是导致成本大幅上升和研制进度延迟的主要原因。反观SpaceX公司，仅用5亿美元就研制出了LEO运载能力达53 t的法尔肯重型火箭，并正在积极推进运载能力100 t以上的超重-星舰。而SLS初始型LEO运载能力仅为70 t，最终版LEO运载能力为130 t。此外，SLS设计仅能搭载4名宇航员，而超重-星舰宣称可搭载100人。美国公众纷纷建议把钱投给SpaceX，由它来完成阿尔忒弥斯计划。因此，一旦超重-星舰的研制取得了实质性进展，很可能引起公众对SLS项目更为强烈的诟病。

（2）拓展国际商业发射市场

作为近年来的商业航天新秀，SpaceX快速发展壮大，它的每一次进步都给国际商业航天发射格局带来了不小的冲击。SpaceX成立初期，火箭发射市场主要由美国联合发射联盟（ULA）与欧洲阿里安航天集团所垄断，单次轨道发射的价格高达2.2亿美元。SpaceX以低成本、高可靠性为发展理念，把握美国航天产业的市场化发展机遇，在2010年首次成功发射法尔肯9火箭，以约阿里安5发射报价的1/3进入商业火箭市场，一举打破垄断。随后，SpaceX公司在火箭回收与复用上取得的进展，使得全球商业火箭市场呈现新业态，火箭技术快速迭代，商业发射成本大幅降低。从2008年开始，SpaceX陆续获得NASA、美国空军和铱星公司等的发射订单。发射载荷也从科学实验与验证、NASA货运，拓展到通信、遥感与导航卫星。2018年，法尔肯重型成功首飞，成为现役运力最强火箭，进入全球商业发射市场。根据FAA统计，SpaceX在全球商业火箭发射市场的占有率从2013年的13%，上升到2018年的52%。公司估值从2015年的101亿美元上升到2020年的360亿美元。SpaceX的超重-星舰定位于载人深空探索，预计发射成本低廉，一旦研制成功并投入使用将有望拓展新的国际商业发射市场领地，引领探索星际旅行市场。

（3）增加太空环境隐患

SpaceX的急速扩张也可能给太空环境带来不利因素。具有一次性部署400颗星链卫星能力的超重-星舰系统在投入使用后，势必加快太空这块“草原”的“沙化”，增加太空碎片，加剧太空环境恶化，影响航天器进出太空和在轨运行；并且，由于卫星频率、轨道资源紧张，促使各国对卫星频轨资源的抢夺日益激烈。