星際榮耀團隊針對本次SpaceX公司開展的Starship第二次軌道級飛行測試進行初步討論分析，形成內容與大傢分享。本文內容根據公開資料初步分析推斷，以SpaceX最終披露的信息為準。內容有未盡之處歡迎共同交流！
1. 星艦簡介
星艦Starship是美國SpaceX公司開發的超重型運載火箭，據報道耗資30億美金研制，高120米，起飛質量為5000噸，起飛推力7400噸，能將100人送往月球、火星或其它遙遠目的地，或是繞地球飛行。是有史以來建造的最高、最強大的運載火箭，也是第一個完全可重復使用的運載火箭。
Starship計劃在其完全可重復使用的配置下具有150噸到低地球軌道的有效載荷能力，如果完全釋放載荷能力，則到低地球軌道的有效載荷能力最大可到250噸。它被設計成可以多次飛行以分攤航天器的成本。該航天器如果要飛往更遠的地方，例如月球和火星，在到達的目的地之前可以在空中加油。Starship的應用包括將宇航員和大型衛星運送到地球軌道、建立Starlink互聯網星座以及促進月球探索和“火星殖民”。
1.1. Starship火箭簡介
圖1 發射臺上的星艦
1.1.1. 星艦總體參數
為方便對比分析，下表同時列出當前版本星艦與獵鷹9號相關參數。
表1 Starship火箭總體參數
1.1.2. 第一級：Super Heavy（超重型推進器）
Super Heavy（超重型推進器）是SpaceX下一代運載火箭的第一級助推器，長69米，直徑9.14米，預計總升空質量為3,530噸。它由不銹鋼貯箱和支撐結構構成，使用過冷液態甲烷和液氧推進劑，由29個猛禽火箭發動機，其中內環9個猛禽發動機可改變推力方向。版本二在2021年底提升猛禽發動機數量至33個，其中內環13個猛禽發動機可改變推力方向，33具發動機總共提供72 MN起飛推力。後續機型將亦會提升猛禽發動機推力至7500噸，推重比接近1.5。根據FAA有關星艦環境調查報告，超級重型最多可安裝猛禽發動機數量為37個。截至2022年2月，馬斯克表示超級重型在不改變直徑前提最多可以安裝33臺二代猛禽發動機，而超級重型能夠在30分鐘內完成補充燃料。它將擁有4個無法收縮的柵格翼，但沒有任何著陸腿。
圖2 安裝發動機後的超重助推器仰視
原型助推器目前不能進行回收，隻能使用水上著陸避免爆炸，但在後續將會改為由地面捕捉塔以支架進行空中捕捉。
1.1.3. 第二級/宇宙飛船：Starship（星艦）
星艦是一種可重復使用的航天器，也可作為運載火箭第二級，具有集成的有效載荷部分。星艦集成6臺發動機，包括3臺真空版“猛禽”發動機和3臺海平面版“猛禽”發動機。
圖3 安裝發動機後的星箭仰視圖
星艦至少會有以下變種：
宇宙飛船：一種大型，可供人員長時間駐留的航天器，能夠在地球上的點對點目的地、近地軌道或行星際目的地之間往返運送乘客與其附帶的少量貨物。
宇宙油輪：油輪的全部空間都將用於攜帶燃料，以便為軌道上的宇宙飛船進行在軌加註。
圖4 星艦在軌燃料補充
衛星運載航天器：具有大型可打開式整流罩的航天器，可在太空中開放，以便於將航天器放入軌道，或回收航天器和太空碎片，後續更改星鏈版專用的衛星釋放方式。星艦可以攜帶100-150噸航天器，在軌道加油後更可以達到200噸。
圖5 星鏈釋放
人類著陸系統：2020年4月30日，NASA選擇SpaceX參與其阿爾忒彌斯計劃，SpaceX將會為NASA建造一款可重復使用的月球著陸器。計劃中的著陸器將會是星艦的簡化版，僅用於在月球表面和LOP-G之間往返運送宇航員和貨物。此版本的星艦因為隻需往返月球軌道與月面，因此不需要安裝大氣重返大氣層所需的尾翼和隔熱盾。為不揚起月塵，使用較小著陸發動機將安裝在星艦的上半部分。
深空飛行器：一種大型的深空飛行器，沒有返回地球所需的整流罩、小翼、尾翼、著陸發動機、隔熱罩和著陸腿，因此沒有返回地球的能力。此版本的星艦將會用於長時間的深空探測。
1.1.4. 技術特征
1) 以全復用火箭實現入軌成本地數量級降低
馬斯克的目標是實現人類移民火星，要實現這一目標，當時任何一種太空運輸系統，成本都是不可行的。因此，移民火星首先需要解決的是大幅降低航天運輸系統的成本，就是要把航天運輸系統打造成像飛機一樣，全復用，這樣消耗的隻有推進劑（也包括地面復用維護）。這種設計最終引向該公司正在研制的超級重型火箭-星艦（Starship）。
因為沒有完整的火星運輸成本數據做參考，這裡拿近地軌道的數據做比較。由於星艦兩級均可重復使用，實際飛行時的成本僅為燃料與維護成本，在此簡單以燃料成本計算，SpaceX全復用的超級重型運輸系統星艦（Starship）近地軌道運輸目標成本為每公斤10美元，而航天飛機的成本為每公斤5.45萬美元，兩者之間有數千倍的差距。即使是和已經改變行業規則的獵鷹9號報價每公斤5000美元相比，也是兩到三個數量級的差距。
2) 不銹鋼箭體的選擇與隔熱瓦防熱方案
星艦和超重火箭助推器的設計從復合材料改為不銹鋼合金。SpaceX曾經尋找一種先進的碳纖維結構，但進展非常緩慢。碳纖維成本為每公斤135美元，工藝復雜，並且有大約35％的報廢率，所以實際成本接近每公斤200美元，而不銹鋼則隻有3美元。星艦目前主要使用3.6毫米304L不銹鋼，取代早前星艦和超重在用的4毫米304L，箭體直接減重1/10。該不銹鋼由芬蘭公司全球不銹鋼行業前10的Outokumpu出品。
不銹鋼超重-星艦設計與碳復合材料相比，需要的熱防護措施較少，從而彌補鋼具有更高質量的這一缺點。再入時箭體所承受的溫度最高不超過330 ℃，發動機部分周圍的溫度不超過925 ℃，可采用被動輻射冷卻來應對。這意味著星艦的背風側不需要任何隔熱層。
而在迎風面，最初馬斯克曾設想使用雙層不銹鋼外殼+液膜冷卻來實現防熱。但最終SpaceX研發團隊還是決定采用更加傳統和成熟的防熱瓦。SpaceX並未透露防熱瓦所采用的材料，而根據SpaceX與NASA Ames研究中心的合作協議推測，SpaceX很可能在星艦上采用該中心所擁有的新型TUFROC防熱材料（增韌型單片纖維增強抗氧化復合材料），該材料用於美國空軍試驗航天器X-37B的翼面前緣，經過飛行驗證，且TUFROC-X可直接貼敷於不銹鋼材料，工藝上相較碳-碳陶瓷瓦有所簡化。
圖6 工人在安裝隔熱瓦
3) 二級再入著陸方案與VTVL的技術路線
對於返回方式的選擇，如果是水平返回，即使是有大氣層的外星，也是沒有降落跑道的，因此選擇利用火箭推力垂直返回是人類登陸外星的不二之選。星艦二級在從軌道回到大氣層時，為完成從22馬赫以上減速到可以著陸的速度，星艦使用箭體腹部作為迎風面進行氣動減速，因此在著陸前需要完成一次姿態調整，將箭體調整為豎立狀態。
星艦的著陸動作是一種新穎的、獨特的火箭著陸方式。星艦先是以腹部朝下的姿態降落，在自由落體的過程中盡可能地減速。在大約500米（1640英尺）的高度，它將啟動兩個猛禽發動機，將其完全傾斜，並折疊後尾翼，從水平方向擺動到垂直方向，這樣星艦就可以尾部向下降落。
圖7 星艦折疊尾翼下落
當尾翼逐步收起，與尾部相比，頭部受到的阻力大大增加。配合猛禽發動機的啟動，尾部下擺，火箭變成垂直姿態。
圖8 星艦擺尾準備著陸
在獵鷹9上積累的火箭回收控制經驗帶來越來越高的回收成功率和落地精度，星艦直接選擇一個更加大膽的方案：讓火箭一級和星艦飛船本身飛回發射塔，逐漸懸停後通過巨大的擺架在空中與火箭柵格舵末端結合鎖定，從而吊起巨大的火箭。馬斯克本人在社交媒體上把這個巨大的塔架結構叫做“筷子（Chopsticks）”，這讓人不禁聯想到東亞文化中用筷子夾起飯菜的場景。不過它並不是直接把薄弱的火箭外殼夾住，而更像是把懸停到附近的火箭托舉起來。
“筷子”既是固定擺架，也是大型起重機。
圖9 超重被筷子接住想象圖
這種設計直接移除巨大沉重的著陸腿，避免發射前期和回收過程中的死重，使得火箭整體運輸效率更高。由於火箭直接回收到發射塔架，避免轉運、維護和再組裝等過程，復用周期也能極大縮短，整體成本進一步降低。馬斯克雄心勃勃介紹到按照現有回收復用策略，星艦的超重助推器能在發射後數分鐘即可回收，並在1小時後能再次發射；未來甚至可實現1天發射3艘星艦。如果擁有多個發射場，尤其是遠離人口密集區的濱海和海上平臺，星艦的發射頻率還會進一步提高，安全性提升。擁有超強客運和貨運能力的星艦，本身也將變成一種高效的地球上洲際運輸方案，這也是星艦最初現身時的宣傳遠景之一。
1.2. 猛禽發動機簡介
猛禽發動機是世界上第一款實用化的全流量分級燃燒火箭發動機，也是世界上第一款實用化的大推力液氧甲烷火箭發動機。
圖10 猛禽原理圖
從公開報道得到的信息來看，該系列發動機共有三個版本，分別為猛禽-1（Raptor-1）、猛禽-2（Raptor-2）和猛禽真空版（Raptor vacuum），其中猛禽-1和猛禽-2計劃作為火箭主級使用，猛禽真空版計劃作為上面級在真空和大氣稀薄的火星表面使用。真空版與地面版隻有噴管大小不同，渦輪和燃燒室設計完全一致。猛禽引擎將用熱交換器加熱甲烷和液氧，也就是常說的自生增壓。三個型號的具體參數如下表所示：
圖11 海平面版與真空版猛禽
猛禽發動機采用溫度接近冰點的過冷態甲烷和液氧作為推進劑，這樣的推進劑溫度更低，密度更高，節省貯箱空間，同時也提高發動機性能，使比沖增加，渦輪泵每單位功率泵送的推進劑流量也加大，並減少渦輪葉片汽蝕的風險。但是，精確控溫的推進劑對推進劑地面儲存設備、加註設備提出更高的要求，同時也非常考驗火箭貯箱的熱設計和熱管理系統，要求十分精湛的設計技術和透徹的事先試驗摸底。
猛禽1代發動機采用火炬點火器點火，而火炬點火器由雙冗餘的電火花點火器點燃，這使猛禽避免使用梅林系列上采用的TEA-TEB（三乙基鋁/三乙基硼烷）火藥點火裝置，從而能夠實現理論上無限次的重復啟動。在噴註器方面，猛禽推力室采用同軸噴註器，而不是梅林系列的針栓式噴註器，這是為方便噴註器采用3D打印工藝制造，節約成本並加快開發速度。除噴註器以外，大量其他部件也采用3D打印制造，據報道，2016年試車的縮比發動機中有至少40%的部件是3D打印制造的，甚至還包括渦輪泵的一些組件。
SpaceX為降低試驗費用，開展計算機仿真，但是SpaceX對現有CFD（計算流體動力學）仿真軟件不滿意，於是自己開發一個CFD軟件。
圖12 仿真軟件
猛禽發動機2009年立項，最早原本打算采用液氧液氫推進劑，但2012年11月SpaceX的CEO馬斯克宣佈，考慮到在火星上原位制造推進劑的可能性，猛禽將采用液氧甲烷推進劑。2013年10月，SpaceX宣佈將對斯坦尼斯航天中心的試驗臺進行改造，使之支持液甲烷和氣甲烷發動機試驗，並在2014年4月完成升級，並進行噴註器的試驗，2015年完成全尺寸氧預燃室試驗。從2015年4月到8月，共對預燃室進行76次熱試，總試驗時間達400s。
2015年之前，猛禽發動機的研發全靠SpaceX公司自己的投資完成。2016年1月，美國空軍對液氧甲烷火箭發動機表示出興趣，認為這是兩小時全球到達運載系統的關鍵技術，因此提供3360萬美元支持可重復使用猛禽發動機原型版本的研發，SpaceX隨即在德克薩斯州中部的麥格雷戈試驗場建造一個新的發動機試驗臺。在這之後，猛禽發動機的研制開始加速。
2016年8月8日，加利福尼亞霍桑工廠制造的第一臺猛禽火箭發動機運抵麥格雷戈試驗場並於9月26日凌晨3點進行點火試驗。
圖13 首次試車
該試車臺位於德克薩斯州的McGregor，就是圖中的紅圈處。
圖14 試車臺
由於全流量分級燃燒循環系統復雜度較高，子系統相互之間高度關聯，很難將每個子系統或部件（如渦輪泵、燃燒室、噴註器）單獨拿出來進行試驗，而一般的地面試驗臺無法滿足全尺寸猛禽發動機的試驗需求，因此這次試驗中測試一個1MN的縮比發動機，這臺原型發動機成為RD-270（采用有毒推進劑）之後第三臺經過試驗的采用全流量分級燃燒循環的火箭發動機。據報道，發動機的渦輪泵產生27MW功率，總計進行9s的點火試驗。
到2017年9月，猛禽-1的原型已經進行42次整機測試，積累1200s的點火時長，其中最長單次點火時間是100s，該時間長度並非發動機本身的極限，而是地面試驗臺推進劑貯箱容量僅能支持這麼長時間。這些試驗中猛禽發動機的室壓被限制在20MPa，在後續的試驗中才提升到25MPa。此外，試驗中還測試SX500合金，該合金具有很高的抗氧化性能，被用來制造氧渦輪泵葉片。大約在2018年年中，SpaceX發佈參數稱，海平面版猛禽噴管出口直徑1.3m，海平面推力1700kN，比沖330s，這些參數與公開資料中猛禽-1的參數接近，可以推測，大約在這個時間點附近，猛禽-1初步定型。2020年8月18日，猛禽-1發動機在試驗中達到33MPa的室壓，刷新火箭發動機燃燒室壓力記錄。
2019年2 月 4 日，SpaceX 公司新改進的猛禽發動機（Raptor2）在其位於德州中部的測試場進行首次地面點火試車。
猛禽-2是猛禽-1的進階替代版本。與梅林系列相似，猛禽發動機的研發可能也是數個方案異步同時進行的，猛禽-2的開發在猛禽-1進行試驗時即開始，並且明顯吸收猛禽-1的試驗結果。猛禽-2在猛禽-1的基礎上對渦輪機械、燃燒室、噴管和電子設備都進行重新設計，由於結構已經定型，猛禽-2移除大量管道、傳感器，刪除一些零件並將許多活連接轉為焊接連接，此後不再頻繁拆換，進一步減少發動機重量。此外，猛禽-2略微擴大喉部面積，為此導致噴管面積比降低，海平面比沖下降3s，但允許更多燃氣流過喉部從而提高推力。
2019年9月，SpaceX表示，他們計劃星艦第二級上的三個“海平面狀態”發動機和第一級上所有發動機采用猛禽-2發動機，2021年12月18日，馬斯克宣佈猛禽-2開始生產，它的推力將超過2300kN。在2022年2月10日的星艦更新中，馬斯克展示猛禽-2的性能，以及它是如何簡化設計並獲得比原始猛禽-1更強大的推力的，一般認為在這時猛禽-1逐漸停產，庫存的發動機在自然使用消耗後不再新生產，因此，猛禽-2估計是在2021年年中定型的，在2022年2月，其量產的生產速度已經達到每周5臺，2022年3月30日，猛禽-2已經開始批量生產並交付給用於軌道測試的星艦使用。到2022年7月29日，最新一個交付的猛禽-2發動機編號已經達到SN-120，意味著這已經是第120臺猛禽發動機。然而，猛禽-2的性能仍在持續改進中，2022年2月，猛禽-2的推力達到2300kN，2022年6月，馬斯克在Twitter上聲稱，猛禽-2推力達到2500kN也是可以實現的。目前，猛禽-2仍在持續改進中，SpaceX計劃移除發動機上所有的法蘭結構來減輕發動機重量。此外，他們還在研究取消喉部液膜冷卻結構並降低頭部參與液膜冷卻噴註燃料的比例以進一步提高性能。
圖15 猛禽數據（來源見圖註）
2023年5 月 14 日消息，馬斯克發推表示，SpaceX 第三代猛禽發動機（Raptor V3）已經完成實驗，可實現 35 MPa 的壓力和269 噸的推力。
圖16 三代猛禽唯一公開數據
總的來說，猛禽發動機有如下顯著特點和優勢：
1)作為全球第一款量產的全流量分級燃燒循環發動機，渦輪工作溫度大大降低，從而大幅延長發動機壽命，大大增加復用次數。與此同時，推進劑還能夠充分燃燒。其氧渦輪泵與推力室一體化設計也大大簡化發動機整體結構。
2)猛禽屬於液氧甲烷發動機，不僅燃料便宜，而且燃燒積碳少，從而大大提高復用效率。
3)高效低價，不斷迭代的猛禽發動機，設計越來越優化，構造越來越簡化，推力越來越大，造價越來越便宜。每臺造價從最初200萬美元，現已降到25萬美元以下。相比之下，SLS使用RS25發動機高達5000萬美元，這還是半個世紀前的技術，航天飛機時代的遺留物。
1.3. 星箭軟件
星艦軟件開發負責人阿舍·鄧恩（Asher Dunn）在2021年參加美國開源社區Reddit的討論問答活動（原文描述為“I lead Starship software”），根據領英上的介紹，鄧恩於2012年畢業於康奈爾大學工程物理與計算機科學專業，學士學位，2012年6月即加入SpaceX。這次活動中鄧恩回答部分星艦軟件相關的問題，是目前唯一的關於星箭軟件項目的介紹。
詳細問答內容請參照本文附錄。
2.第二次飛行情況
北京時間2023年11月18日21點01分，SpaceX在德克薩斯州博卡奇卡的自建發射場，進行星艦運載火箭的第二次軌道級飛行。火箭升空後，順利通過最大動壓與級間分離，隨後一二級成功完成熱分離，但在短暫的飛行後一級和二級相繼發生爆炸，爆炸原因均為主動安控引發自毀，發射失敗。
2.1. 飛行計劃
根據早先計劃，火箭從墨西哥灣的博卡奇卡星艦基地起飛，超重助推器在近海岸分離並在海面濺落，二級星艦將在夏威夷群島海域進行再入大氣層並海上濺落。超重助推器在關閉猛禽發動機之後（MECO），最大飛行高度有望達到63公裡左右。星艦進入橢圓形軌道：近地點高度50～65公裡，遠地點高度104～250公裡。盡管如此該軌道並不能稱為真正意義上的入軌飛行。
圖17 星艦首飛和二次飛行對比
2.1.1. 起飛前準備
11月7日，SpaceX在完成大部分準備工作後，等待來自FAA授予的第二次飛行許可。
11月9日，馬斯克得到FAA人員通知，審查內容已完成，還在等待文本流程，星艦隨即開始安裝安全自毀裝置；
11月16日，FAA頒發許可，進行T-48h射前檢查，發現柵格舵伺服存在問題，拆下二級和熱分離環，連夜更換四臺柵格舵伺服中的三個，並且將17日的飛行計劃推遲到18日；
11月18日，
下午3點，T-6h封路啟動，人員撤離發射臺；
下午7點，T-2h放行投票通過（各子系統按照預定程序給出放行投票），最終加註決定下達，開始做液氧過冷；
T-1h37min，一級開始加註，同時加註甲烷與液氧；
T-1h17min，二級開始加註甲烷；
T-1h13min，二級開始加註液氧；
T-19min40s，發動機預冷啟動；
T-59s，射前自檢啟動；
T-40s，發射最終判定下達；
T-10s，消防系統啟動，猛禽進入點火程序；
T-4s，水冷鋼板噴水啟動；
T0s，火箭起飛；
第二次軌道級飛行S26+B9的飛行計劃與S24+B7的首次軌道級飛行完全相同，這裡給出首飛的飛行計劃和後續安排以供參考。
2.1.2. 飛行階段
圖18 官方給出的飛行動作曲線
火箭在升空後約55s內經歷最大動壓（Qmax）。升空後約2分49秒，一級主發動機關機（MECO），此時火箭處於約64km高度。在大約3s後，一二級分離。
B7在與S24分離後開始翻轉機動，在升空後約3min進行返回點火，重新點燃其中間層和內層的13臺發動機，持續約55s。B7在下降過程中利用4個柵格舵朝預定海域調整飛行路徑，在升空後約7.5min達到跨聲速飛行，約10s後最內層的3臺發動機進行著陸點火，持續約23s，最終B7濺落在距得克薩斯州海岸約31km的墨西哥灣，撞擊水面速度約為8.5m/s。
按照計劃，在B7濺落後，如果其翻倒沒有導致箭體解體，那麼位於兩個推進劑貯箱上的排氣閥將依命令打開，讓海水進入將其沉沒。然而，如果上述操作失敗，則會按照SpaceX向美國聯邦航空局（FAA）提交的其他方案進行操作。其中一個方案是利用一艘海船和拖繩將B7進行翻轉，讓水通過已經打開的貯箱口進入箭體，而另一個方案是使用槍支把貯箱壁打穿孔。這個計劃預計不需要，因為一旦水進入推進劑貯箱，B7就會下沉。
S24在與B7分離後滑行5s，然後二級發動機啟動，燃燒持續約6分23秒。發動機關機後S24再滑行一個多小時，在此期間，剩餘推進劑泄出，僅保留10t液氧和4t甲烷，以確保達到再入階段所要求的質量。如果星艦在近10min的飛行再入階段能夠保持結構完整，S24將在起飛後不到1.5h內達到跨聲速飛行。與B7類似，SpaceX未嘗試對S24進行回收。但與其不同的是，S24並不會進行著陸點火，並預計將在升空後大約1.5h濺落於太平洋夏威夷西北部海域。
2.1.3. 飛行後安排
如果完成受控再入，那麼SpaceX將嘗試定位S24上配備GPS跟蹤信號的數據記錄器（“黑匣子”），這是安裝在S24上的兩個數據記錄器之一。如果找到記錄器，可以派遣潛水員協助搜尋。
此外，S24和B7的實時遙測數據將傳輸到FAA的空間數據集成器系統，FAA使用該系統來規劃實時空域限制和釋放。SpaceX的跟蹤裝置包括星基地的天線，將用於下行遙測。SpaceX將對所獲數據進行詳細研究，解火箭在飛行過程中的實際表現。
下文是11月18日S26+B9本次發射的具體飛行結果。
2.2. 飛行結果
2023年11月18日晚9點02分，SpaceX在德克薩斯州博卡奇卡的自建發射場，進行星艦運載火箭的第二次軌道級飛行。火箭升空後，順利通過最大動壓與級間分離，隨後分離後的一二級，在短暫的飛行後相繼爆炸，發射失敗。
圖19 星艦級間分離
圖20 網絡直播中提供的彈道數據
2.2.1. 起飛階段
猛禽發動機啟動程序從T-10s開始，33臺猛禽二代發動機交錯啟動，中間13臺在T-2s完成啟動，T0s，間隔啟動均佈10臺，完成外圈20臺啟動，這裡中間13臺使用的點火系統來自箭上，周圍20臺發動機點火系統與供氣系統來自地面，同時錯峰啟動發動機可以有效改善點火瞬間震動環境對發動機啟動成功率的影響，此次起飛，33臺猛禽全部正常啟動。
圖21 發動機啟動順序
現場產生大量白色蒸汽，遠景視角沒有出現混凝土顆粒掉落，水冷系統工作正常，在水冷鋼板的保護下，初步判斷防火水泥沒有出現大面積解體情況。
圖22 遠處的攝影設備完好
在T+3s火箭明顯移動，圍繞周圍20臺發動機的20臺牽制釋放裝置正常釋放火箭，視覺上，尾焰略微偏斜向發射塔，箭體水平方向遠離發射臺，T+10s，火箭尾部離開發射塔區域，此時火箭飛行速度已達到140km/h，本次飛行明顯以更快的速度使箭體離開發射臺區域，並且水平移動較小。
圖23 箭體傾斜（右側為第一次飛行）
發動機火焰清澈明亮，呈現甲烷富燃燃燒紫紅色，尾焰對稱，尾焰後方存在紅棕色煙霧，出現不完全燃燒產生的顆粒物，所有發動機在離開發射臺後沒有存在關機情況，掉落白色小顆粒物推測為凝霜，經過尾焰膨脹羽流區域發生升華反射火焰光芒，除此之外無明顯箭體附屬物脫落，助推器側面氣瓶整流罩完好，沒有破碎跡象。本次飛行，一級助推器發動機伺服全部更換為電動伺服，取消原先在助推器側壁的液壓動力裝置，因此不存在爆炸失效風險。
圖24 紫紅色透明尾焰
2.2.2. 最大動壓
飛行至52s時火箭達到最大動壓（MaxQ），平穩過度，箭體沒有明顯變化，雖然官方畫面過曝嚴重，但通過下標信息的輔助判斷，助推器33臺全部工作正常，直到進入級間分離程序。最大動壓時，火箭飛行高度為6km，飛行速度為1005km/h，液氧與甲烷消耗量幾乎完全相同，甲烷消耗量略多，兩者均消耗一級總量的30％-40％。
圖25 52s儀表狀態
2.2.3. 級間分離
根據發動機信息表顯示：
2分39秒時，火箭按照計劃執行一級大部分發動機關機，關機順序與點火順序完全相反，最外圈20臺先關對稱角度的5臺，再對稱關五臺，再全部關閉外圈發動機，中間圈10臺在2分40秒關機，此時火箭飛行高度為67km，飛行速度為5664km/h。
圖26 關機順序
液氧與甲烷消耗量幾乎完全相同，但此時與最大動壓時刻相反，液氧消耗量略高於甲烷，推測可能存在混合比動態調整，猛禽二代的全流量分級與雙泵設計使其具備有較強的混合比調節能力與燃燒魯棒性，推進劑兩者均消耗一級總量的90％以上。從官方視頻左下發動機信息顯示，與計劃關機過程沒有區別，在級間分離前會關閉除中間三臺發動機外的所有發動機，中間發動機按照早前馬斯克采訪內容認為也節流至50％的推力，這一過程將持續到分離完成。
圖27 min40s儀表狀態
發動機信息表顯示關機完成後，一級助推器達到速度峰值5663km/h，隨後一級助推器速度開始降低，並且初步分析加速度大於重力加速度，存在負過載，分析認為，熱分離時，二級開機尾焰對一級具有較強的推力作用，至少超過3臺50%節流的發動機推力，並且此時由於存在較大的加速度變化，推測一級助推器內部推進劑一定會出現漂浮晃動情況，可能會對箭體結構產生較大負荷。
但是，實際發動機發光畫面顯示，直到2分42秒才出現明顯的發動機變暗畫面，並且伴隨有大量氣體徑向外溢，推測一方面存在二級真空發動機開機，大量燃氣被熱分離環處外溢，被防熱罩引流向徑向擴散，另一方面，一級關機後的發動機在吹除時仍然會存在低溫推進劑的氣化膨脹，同時遙測反饋的發動機數據與實際推力大幅度下降情況可能存在差異，此時飛行高度為分離點高度69km，飛行速度為5636km/h。
圖28 2min42s發動機亮度變化
2分48秒，熱分離環區域突然發光，並且吹散大部分外溢氣體，分析認為中間三臺發動機由於與防熱罩過近（此前采訪時表示最小距離隻有厘米級），點燃時間較為滯後，並且此時一二級已經拉開距離使二級高溫羽流充分膨脹。
圖29 熱分離環亮度變化
計劃中熱分離時間為2分41秒，同步進行二級發動機開機與鎖定裝置解鎖；
2.2.4. 一級掉頭與二次開機
2分49秒，一級助推器角度位置相對二級有大幅度變化，認為分離完成，一級三臺發動機搖擺改變一級姿態，同時發動機信息表從49秒到51秒顯示點燃一級助推器中間10臺的9臺發動機，右上角一臺發動機點火失敗；
圖30 一級姿態變化
2分50秒，一級助推器不再遮擋二級發動機區域，可以看到二級六臺發動機全部工作正常；
2分51秒，姿態信息表顯示，一二級角度呈90度，且一級中間9臺發動機開始發光；
2分54秒，一級助推器最內圈三臺發動機中的一臺突然關機，姿態表顯示一級姿態大幅度變化；
2分55秒，中間圈10臺發動機又關閉1臺，僅剩8臺工作；
2分57秒，中間圈10臺發動機僅剩7臺工作；
3分00秒至3分03秒，一級發動機艙出現氣/液態物質飛出；
3分11秒，中間圈10臺發動機僅剩6臺工作；
3分15秒，中間圈僅剩4臺工作；
3分15-17秒，最內圈三臺發動機相繼關閉2臺，同步有氣/液態物質從發動機艙飛出，中間圈10臺全部關閉，一級助推器沒有發動機正常工作；
圖31 二次啟動故障過程
3分18秒，一級發動機艙發生爆炸，並伴隨持續的氣/液態物質飛出；
圖32 發動機艙爆炸以及氣/液物質飛出
3分20-21秒，發動機艙再次爆炸，並緊隨著助推器劇烈爆炸，此時一級所在高度達到90公裡，速度為3818km/h，飛行高度遠高於第一次飛行，也遠高於第一次計劃飛行高度。
根據FAA信息，確認FTS（安全自毀裝置）啟動。
分析認為，發動機二次啟動存在較大問題，一種可能的故障原因為，一級助推器在結束級間分離後，迅速開始掉頭，一級二次點火，進入返回流程，而在計劃中，二次點火在級間分離開始後12秒進行，實際過程隻有不到8秒，縮短1/3的發動機準備時間，因此，33臺發動機內部的管路存在三種過載疊加情況：
1）加速度方向劇烈變化，管路內部液體運動導致閥門管路遭遇水錘沖擊；
2）火箭使用三臺發動機搖擺來翻轉掉頭，管路在翻轉時存在離心過載；
3）發動機二次啟動，大量閥門同時開啟，存在水錘沖擊；
這些疊加的過載造成部分發動機啟動失敗，管路破損，液氧泄露，同時引發連鎖反應，造成更多的發動機的關機，姿態大幅度變化，在3分21秒，全部發動機關機，但是在計劃中持續燃燒的3臺和二次啟動的10臺發動機要工作到3分47秒，證明全部發動機均為故障關機，在發動機艙劇烈爆炸後，觸發自毀門限，執行自毀。
圖33 一級爆炸
2.2.5. 二級飛行情況
二級在一級飛行過程中，不斷有大量隔熱瓦掉落，集中在貯箱共底以及焊縫區域，表明在飛行期間，焊縫發生較大的結構變形，隔熱瓦無法適應該處變形，破壞掉落；
圖34 焊縫區域隔熱瓦
2分41秒，執行級間分離，計劃中二級同步開機點火，優先啟動三臺外圈真空版二代猛禽，由於中間三臺海平面版猛禽距離熱分離環的隔熱罩隻有幾厘米，因此需要在一二子級拉開一定距離後開機；
2分44秒，發動機信息表顯示，外圈三臺開機，比計劃中要晚3秒；
2分45秒，內圈三臺開機，此時二級飛行高度為71km，速度為5671km/h；
圖35 二級發動機啟動順序
2分49秒，一級遮擋移開，視覺確認六臺發動機全部啟動成功；
3分29秒，一級爆炸，官方畫面重新回到二級，此時穿越100公裡卡門線，飛行速度為6540km/h；此時液氧與甲烷均消耗總量的15%-20%，甲烷消耗量略高於液氧；
圖36 3分29秒儀表狀態
6分12秒，飛行高度達到149公裡並且不再上升，速度持續增加，達到13421km/h，官方沒有提供箭上遙測畫面，僅提供地面光學視角，隻有一個亮斑。
7分06秒，出現羽流擴散，7分50秒羽流消失，全程發動機信息表顯示全部發動機工作中，但是液氧消耗速率突然增加；
圖37 羽流出現前後
7分21秒，高度下降到148km保持；
圖38 7分50秒液氧消耗速率增加
8分03秒，發動機信息表顯示全部發動機突然關機，速度還在進一步上升；
8分08秒，出現明顯大量氣體逸散，分析認為此時執行自毀，飛行高度為148km，速度為24124km/h，數據全部停止變化，遙測失聯，此時液氧與甲烷剩餘量均不足5%，液氧消耗量要高於甲烷；計劃中的關機時間為8分33秒；
圖39 8分08秒儀表數據
分析認為，在第一次出現羽流擴散時，存在液氧輸送管路的泄露，大量的推進劑泄露影響發動機的工作狀態，並且由於二級使用液壓伺服，此類問題可能會繼發影響液壓油輸送管路，姿態失控，引發自毀。
圖40 最後畫面隱約看出解體後氣體逸散
根據直播時的數據推算，解體時二級火箭最終進入-1740×150公裡的橢圓軌道，如果沒有啟動安全自毀裝置，火箭將撞擊特克斯和凱科斯群島的東北部，可以據此判斷是由於姿態嚴重失穩，飛行軌跡超出自毀門限引發的主動安控。
二級原計劃進入148公裡的圓軌道，並且達到第一宇宙速度2.84萬公裡每小時，經大氣減速後再入夏威夷海域，實際飛行已經到達148公裡高度並且保持。
圖41 二級飛行軌跡
圖42 氣象雷達測的殘骸落點分佈
2.3. 異常情況
2.3.1.起飛時的傾斜
在起飛時明顯看到火箭的偏移和傾斜，在第一次飛行時同樣發生，但是，馬斯克在第一次飛行後的采訪中表示，姿態傾斜是由於發動機故障導致的意外情況，在計劃中沒有讓火箭傾斜離開發射臺。第二次飛行中，全部發動機工作正常，沒有額外影響的前提下，火箭依然發生傾斜，原因還有待觀察。
圖43 箭體傾斜（右側為第一次飛行）
2.3.2. 隔熱瓦脫落與結構問題
二級在一級飛行過程中，不斷有大量隔熱瓦掉落，集中在貯箱共底與焊縫區域，表明在飛行期間，焊縫處發生較大的結構變形，隔熱瓦無法適應該處變形，破壞掉落；
除此之外，不存在明顯的結構變形，在通過最大動壓階段火箭飛行平穩，順利通過。
圖44 隔熱瓦脫落
2.3.3. 發動機工作情況與發動機共用系統
火箭起飛時，尾焰後方存在紅褐色煙霧，認為在起飛時，火箭主動調整混合比，增加甲烷的消耗進行不充分燃燒，火焰焰色反應為紫紅色也證明正在進行不充分燃燒。
一級二次啟動時間與箭體翻轉時間過於接近，對管路產生惡劣影響，二次啟動難度提高，存在部分發動機啟動失敗，和管路泄露，在密集的發動機佈局情況下，極易引發連鎖反應，此後剩餘12臺發動機陸續故障關閉。一級單一發動機問題引發其他發動機問題，可能是發動機共用系統出現異常。
圖45 起飛時的不充分燃燒
2.3.4. 液氧的快速消耗
二級飛行段存在大量液氧泄露，飛行直播數據顯示，液氧發生快速消耗，在自毀前液氧所剩無幾，在二級通過卡門線時，剩餘推進劑還是液氧較多一些，在自毀啟動時，剩餘甲烷更多些，這個差異主要是在7分50秒前後10秒內發生的突變。
圖46 推進劑變化對比
2.3.5. 地面設備損傷
發射後地面照片顯示，發射臺狀態良好，甲烷儲罐存在部分凹陷，發射臺鋼板表面情況不明，但至少沒有出現破壞。
二級加註連接器本應起飛前快速分離並後撤，但是發射後畫面顯示，可能存在動作滯後現象，加註連接器固定支架被拽歪。
圖47 甲烷儲罐凹陷
圖48 被拽歪的二級加註連接器
圖49 兩次發射發射臺情況對比
2.3.6. 安全自毀裝置
根據FAA報道，兩次爆炸均來自安控裝置激活，兩次自毀瞬間引爆貯箱，但是有地面觀測者拍到二級在自毀後，頂部載荷艙結構完整，並沒有被破壞。
圖50 自毀後的二級載荷艙
2.3.7. 遙測數據與飛行視頻存在差異
遙測數據會直接將飛行狀況反饋到直播畫面中的發動機信息表中，但是視頻畫面與遙測數據存在著一定的時間先後，可能由於判斷的數據依據不同，比如我們通常會通過發動機噴管明亮程度直接判斷發動機的工作狀況，但是實際上遙測數據會給出室壓和渦輪泵轉速等判斷依據，因此可能存在差異。
圖51 來自遙測數據的發動機信息表顯示
2分40秒就已經全部關機
然而直播畫面直到2分42秒才出現明顯的變暗現象
3. 相對於第一次飛行的改進
3.1. 第0級（本節部分圖片內容來自於YouTube博主Zach Golden，僅供學習交流）
星艦首次發射對發射臺及場坪地面造成嚴重損壞。相較於首發，星艦在第二次發射前對發射臺、場坪地基和臍帶塔等地面設備進行改進。從第二次發射後現場結果來看，地面設備的改進措施有效。
圖52 星艦兩次發射後場坪對比圖
3.1.1. 發射臺及地基的改進
首次發射後，馬斯克在Twitter上承認基於靜態點火的數據誤判地面設備的防火能力，靜態點火時，隻有31臺發動機成功點燃，且隻有50％的推力，原計劃中就包括在發射臺下方預置巨大的水冷鋼板，出於時間因素，首飛時並沒有采用該計劃，馬斯克誤認為現有防火混凝土加上液氮吸能系統，軌道級發射臺可以扛過一次發射使用。
最初的地基是由與每條腿相連的6根地樁，以及將它們連接在一起的張力帶和中心防爆平面組成。防爆平面在發射臺下方的中心位置，原防爆平面依靠24根CFA樁支撐，且未與張力帶或6根地樁相連接，但首飛結束後地基損毀嚴重。
基於首飛結果分析，SpaceX公司對發射臺進行升級改造，包括加固發射臺、更換發射臺張力帶、增加發射臺保護系統（水冷夾層鋼板）和地基結構修復加強等。新地基增加水冷夾層鋼板，並使用6根原發射臺支腿樁柱、23根RBP樁和11根CFA樁組成的巨型地基，其詳細設計改造過程如下。
1) 地基結構修復加強
為防止水泥地面再次被撕裂，星艦二次飛行前對地基結構進行修復加強，加強部分包括混凝土樁、基礎墊層、樁承臺等。新地基為2層水泥，底層約1.8m厚，頂層約2.2m厚，混凝土使用總量約為1858m3。
混凝土樁的作用是將地面載荷傳遞至更深的土壤或巖石層中，其結構如下圖左側圖片；基礎墊層為一層混凝土，可為後續施工提供幹凈平整的平面，並防止地下水向上湧出，其結構如下圖中間圖片所示；樁承臺在基礎墊層之上，為一層鋼筋混凝土板，將混凝土樁連接起來予以支撐，其結構如下圖右側圖片所示。
圖53 混凝土樁、基礎墊層和樁承臺設計示意圖
（圖片內容來自於YouTube博主Zach Golden）
修復過程中，在發射臺下方佈置2種尺寸和類型的混凝土樁，它們分別被佈置在3個獨立區域中，每個區域的樁都有不同的作用。首先是內置鋼筋籠的螺旋板樁，簡稱RBP，在張拉力帶內側均勻分佈有9根（如下圖六邊形內部），單根直徑尺寸為1.2m，深度為35m，此處的螺旋板樁為防爆場坪提供直接支撐。在張力帶外側還有15根RBP樁，非對稱分佈，據分析其非均勻分佈的原因是受發射臺西側加註供氣高壓管路較多造成的。
圖54 發射臺下方混凝土樁佈置示意圖
（圖片內容來自於YouTube博主Zach Golden）
其次是“錨點螺旋樁”，簡稱CFA樁，共有11根，直徑為0.5m，其深度暫未獲得，它是作為發射臺外混凝土結構的錨點，以防止出現首飛大塊混凝土板被撕裂的情況，初步分析可能還有一些未發現的CFA樁，這些水泥樁的分佈地點未發現明顯規律。
圖55 “錨點螺旋樁”佈置示意圖
（圖片內容來自於YouTube博主Zach Golden）
2) 張力帶更換
首飛後，造成防爆地面被撕裂，地面撕裂導致一根張力帶損毀。工程師拆除原有張力帶後重新施工，將張力帶鋼筋與樁承臺鋼筋綁紮在一起後，進行基礎墊層水泥澆築，基礎墊層水泥覆蓋發射塔下方全部區域。
圖56 張力帶鋼筋網佈置圖
（圖片內容來自於YouTube博主Zach Golden）
在發射臺南側下方有兩層鋼筋框架，框架上留出一個缺口，可以讓水冷夾層鋼板的供水管線立體交叉，如下圖所示。
圖57 水冷管路在鋼筋籠的預留位置圖
（圖片內容來自於YouTube博主Zach Golden）
在發射臺北側，為一層鋼筋網，本側無供水管路。
圖58 發射臺北側鋼筋籠佈置圖
（圖片內容來自於YouTube博主Zach Golde）
3) 水冷夾層鋼板
相較於首飛，星艦二次發射前增加發射臺保護系統（水冷夾層鋼板），工作原理是在火箭噴流和地基鋼板之間保持一層水，以防止鋼板融化或解體，並對該方案進行單發動機測試，測試結果良好。
圖59 單發動機水冷保護測試圖
水冷夾層鋼板管路安裝在地表下方，在安裝鋼筋籠時將U型嵌入件內嵌在鋼筋籠頂部，位置如下圖所示，水冷鋼板的邊緣放置在嵌入件上方。新地基的底層約1.8m厚，頂層約2.2m厚，使用混凝土約1858m3。
圖60 水冷夾層鋼板安裝示意圖
（圖片內容來自於YouTube博主Zach Golden）
RGV在每周航中拍攝到3塊矩形水冷鋼板組件，以及3個梯形板（共有6個），如下圖所示。
圖61 RGV航拍水冷鋼板組件圖
（圖片內容來自於YouTube博主Zach Golde）
水冷夾層鋼板蓄水罐位於發射臺另一側，分析其儲水罐供水管路，可能使用兩個獨立的水源為水冷夾層鋼板供水，供水系統的動力源采用高壓氣體排放裝置，氣體通過頂部端口註入。
圖62 水源佈置圖
（圖片內容來自於YouTube博主Zach Golden，僅供學習交流）
4) 發射臺支撐腿增加爬梯
在發射臺支撐腿上增加爬梯，方便工人上下。
圖63 發射臺支撐腿增加爬梯圖
3.1.2. 臍帶塔改進
相較於發射臺，臍帶塔改動較小，受一二級熱分離的影響，二級燃料加註臂抬高。
圖64 二級燃料加註臂抬高
3.2. 級間分離
相比於第一次飛行，級間分離的方式從首飛時的冷分離改為熱分離方式，首飛中星艦采用的分離方式如下：
1) 在準備分離前，通過一級發動機轉向，使火箭開始旋轉；
2) 待火箭有足夠的角速度之後，一級關機，同時一、二級卡鉗打開；
3) 卡鉗打開後，二級被離心力“甩出”，完成分離。
首飛之後，馬斯克在6月24日的星艦專訪中提到：“對比第一次發射和下次發射，星艦做很多改變，多達上千項，因此，我認為第二次發射入軌的成功率應該比第一次更高，也許超過60%的成功可能，關鍵是我們在級間分離方面是否有效，我們做一個最新的突破性改變，我們調整級間分離的分離形式，采用所謂的熱分離方式，在二級星艦開機時，一級助推器發動機仍在工作，我們會關閉助推器上的大部分發動機，隻留下少數發動機工作，星艦二級與超重助推器熱分離時，一級超重助推器中央3臺擺動猛禽發動機將不會關機，且這3臺在熱分離時將節流至50%的推力水平。與此同時，啟動二級星艦的發動機，這會導致對助推器的沖擊，所以必須保護助推級的頂部，以免被上級發動機尾焰燒毀，這是蘇聯/俄羅斯火箭常用的設計，在性能方面，熱分離會顯著提升運載能力，保守認為，大約有10％的運載力提高，這是在飛行過程中不停止發動機推力帶來的顯著效果，為做到這一點，就需要有排氣口，來對二級開機產生的大量高溫燃氣進行導流，所以我們要在一級助推器上再增高一段，這一段基本上都是排氣口，借助這個延伸段，讓二級星艦發動機的排氣排出，而且需要在助推器的頂部，添加一堆熱防護罩。”
下圖為星艦級間段熱分離排焰環測試件，明顯可見一圈用於排出發動機火焰的排焰孔上部為加載設備，還未安裝，用於模擬正常發射時頂部重達1300噸的星艦二級所帶來的重量。
圖65 級間熱分離排焰環測試件
采用熱分離方式的好處主要有以下幾點：
1) 不用擔心二級重量問題，即使二級重量繼續加大，通過調節發動機推力依舊可以暴力分離；
2) 熱分離方式由於一子級不關機，在分離時刻持續保持箭體速度，不損失動能，理論上能夠帶來一定的有效載荷提升；
3) 最大的好處是，星艦的最終目標是用來載人的，此前星艦一直被指責的一大問題是沒有發射逃逸裝置，而熱分離方式解決這個問題。原有的冷分離方案，若分離階段出現問題，則載人二級是無法逃逸的。目前的熱分離方案，可以讓二級在任何時刻都可以暴力掙脫，使得宇航員逃生。
不過同樣存在壞處：
1) 下級火箭頂部需要耐熱處理。另外如果分離時下面級的推力產生的加速高過上面級推力產生的加速，兩級將一直貼在一起，無法分離，導致偏離軌道，任務失敗；
2) 相比於原有的冷分離方案，需增加導焰柵格，一級頂部保護等，會加大箭體的高度和重量。
3.3. 發動機
發動機主要改動為將一子級液壓伺服改為電動伺服，有利於避免出現第一次飛行時液壓系統出現異常就引起大部分發動機搖擺伺服能力喪失的單點失效問題，如果任意發動機電伺服出現工作異常，最糟糕限情況僅僅損失一臺發動機的推力。
此外還進一步增加發動機頂部的不銹鋼隔熱罩，用於防止單臺發動機爆炸波及到周圍發動機。
圍繞發動機系統的改動，均用來避免出現單一發動機失效後會影響其他發動機的正常工作，避免本來適用於增強火箭飛行魯棒性的多發動機系統，反而變成增加幾十個單點失效的可能。
3.4. 安全自毀系統
在第一次飛行時，箭上計算機下達自毀指令後，箭體沒有被完全破壞，甚至推進劑都沒有被引燃，直到結構大幅度破壞後來自發動機的尾焰引發貯箱的爆炸，將火箭完全解體。
飛行安全監督部門FAA對此極為不滿，推進SpaceX公司對自毀裝置進一步升級，主要的更改為增加自毀裝置的數量，改善安裝位置，新的安裝位置位於貯箱共底區域，力求一次擊穿並引爆兩個推進劑貯箱，還增加自毀裝置的爆炸當量。
在第二次飛行前，SpaceX公司為更好的證明其新方案的可靠性，專門將一個試驗貯箱用自毀裝置摧毀，效果十分理想。
在第二次飛行中，安全自毀裝置幾乎在啟動瞬間，就引爆一二級推進劑貯箱，但是，根據地面觀測者的多媒體記錄，顯示二級頭錐載荷艙並沒有被完全摧毀，保留有較為完整的艙體結構。該系統可能後續還需要進一步考慮如何摧毀缺少推進劑裝填的區域。
圖66 自毀後的二級載荷艙
4. 未來計劃
4.1. 飛行試驗計劃
本次飛行後，星艦將在今年繼續進行4次軌道級飛行嘗試，用光FAA授予的5次的發射許可。
根據馬斯克推文，下一代星艦將繼續增加長度，並且增加發動機數量至三臺海平面版猛禽與六臺真空版猛禽，每日的極限發射次數也由上次發佈會公佈的3次增加到每天5次，盡快擁有航班發射能力，未來將通過10次發射與在軌加註完成阿爾忒彌斯計劃（美國重返月球計劃）的載人落月任務，也將完成通過5次發射與在軌加註完成火星的貨運任務。
圖67 增加發動機後效果圖
4.2. 第二座軌道級發射塔
在FAA授予SpaceX公司第二次軌道級飛行的同時，批準在博卡奇卡星艦基地建設第二個軌道級發射塔的許可，在發射前就陸續看到發射塔有關結構產品進入星艦基地。
卡納維拉爾角的星艦發射塔已經中止建造很久，在第一次軌道飛行後，就陸續有卡角設備被拆除運往博卡奇卡星艦基地，此次運抵博卡奇卡設備可能也是來自於卡角發射場備料。
圖68 星艦發射塔零件
圖69 星艦發射塔零件
5. 總結和啟示
本文首先對星艦火箭進行簡介和近況介紹，詳細介紹starship火箭軌道級第二次飛行情況，給出基於視頻分析火箭各個環節的損傷情況。
基於各方面的數據，我們高度懷疑，一級故障原因來自於發動機二次啟動時的惡劣載荷環境造成的管路閥門出現泄露問題。二級故障原因可能與液氧管路的泄露有關，誘發原因不明。
可以肯定的是，星艦基於第一次軌道級飛行中得到的經驗教訓均得到有效落實，綜合來看改進措施大部分發揮作用，阻止快速非計劃解體（RUD）的提前到來，最值得關註的是發射臺系統的升級改造和熱分離系統的驗證，這兩點的成功有效保證後續高效率飛行試驗的進行，能夠最大化發揮星艦基地的快速生產能力，避免火箭積壓無法試驗的困境。可以據此推測，後續發射速度會大幅度提高。
星艦的第二次飛行中，可以看到更多的總體設計思想趨向於邏輯閉環。比如，如果沒有推進劑貯箱內的二次啟動小貯箱，在一級助推器熱分離時產生的過載下，箱內推進劑將無法及時沉底完成發動機的二次啟動，反過來說也是因為小貯箱的存在使得熱分離成為一種恰當的選擇。再比如，一級外圈20臺發動機使用地面供氣和點火系統，因此全程隻具備一次啟動能力，但是卻大幅度提高啟動成功率，並且發射臺牽制釋放裝置與一級發動機供氣裝置共享對接結構，與每臺發動機一一對應，發動機不啟動成功，牽制釋放不會解鎖，地面供氣系統因此也不能解鎖。
第二次飛行的部分成功，並不能意味著前蘇聯N1火箭這種超多發動機並聯的設計思路得到完美解決方案，在一級發動機二次啟動時管路遭受的大負載惡劣環境，也可能是多發動機同時啟動產生的震動耦合造成的。
這也是所有從業者需要格外註意的關鍵點，一旦火箭在姿態大幅度變化時，同時存在發動機啟動或閥門開啟的動作，可能會造成疊加的惡劣力學環境超出設計餘量。
總的來說，人類征服太空的征途從來不是坦途，但是每一次挫折後，研發團隊總結經驗教訓，不斷迭代進化，再次向著目標沖鋒正是人類最偉大的英雄主義精神！我們期待著星艦的下一次飛行！
附錄：星艦軟件開發情報匯總
截至目前，SpaceX官方軟件開發團隊在Reddit論壇共舉辦過3次AMA（Ask Me Anything）問答活動，在2021年的AMA活動中，星艦軟件開發負責人阿舍·鄧恩（Asher Dunn）參加該活動（原文描述為“I lead Starship software”），根據領英上的介紹，鄧恩於2012年畢業於康奈爾大學工程物理與計算機科學專業，學士學位，2012年6月即加入SpaceX。下文主要對本次活動中星艦軟件相關的部分做詳細介紹。
1）問：您能否詳細介紹一下“星艦快速迭代的用戶交互界面”嗎？
答：和載人龍飛船相同，我們使用的是基於 Web 組件的前端架構，但所有內容都可以由用戶配置。這允許工程師和操作員直接自定義他們所需的視圖界面，並允許我們作為軟件團隊專註於改進 UI 核心界面和平臺。使用基於 Web 的系統意味著我們可以快速構建原型、測試和發佈新的 UI 功能。在開發過程中，我們可以將本地托管的 UI 實例指向正在運行的模擬甚至真實的飛行器數據，並利用熱重載等功能實時更新 UI。開發工作的挑戰在於保證開發靈活性的同時還要兼顧打磨龍飛船的操作質量。這往往是一個全棧的挑戰，很多時候，當系統本身難以理解或使用時，界面是復雜和醜陋的。隨著星艦的成熟，我們正在與工程師密切合作，找出這些痛點在哪裡，以及如何解決它們。最終，我們希望星艦在日常飛行操作中易於控制和理解。
評論：試驗階段的星艦大概率還沒有搭載人機交互系統，但為更快更好的實現載人任務，該部分工作早已經開始並行設計。
2）問：哪種方法更適合火箭的飛控軟件？多線程是異步還是同步？在選擇工具和標準時，你是傾向於堅持保守的選擇（C++11之前的標準）還是願意嘗試新事物（C++17/20 標準或者Rust）？如何處理故障？如何限制它們的影響？
答：最重要的是保證穩定的性能。如果軟件跑起來像某些遊戲一樣卡，那他就不能用來控制火箭！我們混合使用同步和異步技術，具體取決於手頭的問題。我們不怕嘗試新的系統、策略、標準或語言，尤其是在開發新程序的早期。也就是說，任務成功是最重要的，我們確實需要關註未來的代碼可維護性，因此與一些初創公司相比，我們和技術前沿保持一些距離。
評論：穩定壓倒一切。
3）問：我是一名高中機器人社團的成員，我們在開發方面面臨許多挑戰。SpaceX如何過濾來自各種傳感器的數據？SpaceX如何快速完成軟硬件結合？我對他們之間的配合感到好奇，因為他們是如此相互依賴的。
答：這很大程度上取決於傳感器類型以及試圖從傳感器中獲取的信息。我們在火箭上安裝大量的模擬和數字濾波器，以確保我們在控制中使用的數據是真實的。需要很多的溝通。SpaceX的軟件和硬件工程師共同完成設計工作。例如要設計一款新的需要固件的硬件控制器時，軟件和硬件工程師將在硬件設計階段一起工作，以確保系統正常工作。當第一批原型生產出來後，軟件工程師就會拿到其中的第一批硬件產品，以便他們可以開展軟件的工作。
評論：軟件通常被認為是硬件的下遊，但是如果想要設計出真正優秀的產品，軟件的工作是貫穿始終的。
4）問：您是否在嵌入式系統中實現控制算法？
答：我們總是在正確的地方運行控制算法。有些場景下控制算法最好部署在靠近被控制物體的嵌入式系統中。另外一些場景中，處理流程需要更加集中。當你想到像星艦這樣復雜的載具時，不能依靠單一的控制算法，因為你必須要控制發動機、襟翼、無線電系統等。
5）問：你對Rust語言有什麼想法嗎？
答：我們對 Rust 感到非常興奮！它的安全性、性能和現代工具支持度等特性都非常突出。我們也很高興我們可以在嵌入式系統、模擬器、工具鏈和web應用程序中使用同一種語言。我們已經使用Rust開發一些新項目的原型，但確實才剛剛開始。
6）問：星艦使用什麼邏輯算法來確定發動機對翻轉和燃燒機動的有效性？
答：從SN8到SN15的視頻可以看出，我們一直在迭代！從根本上說，星艦實時計算和控制發動機在最適合的位置執行翻轉和著陸燃燒。在每次飛行中我們都更新軟件，使其更智能地檢測潛在的發動機問題，並調整哪些問題可以在軟件中補償（仍然可以使用該引擎）而哪些不能（啟動自毀！）。
7）問：在星艦的試飛中，軟件的更改最遲在什麼時間？我們已經看到很多事情發生變化，有時在最後一刻，軟件也是其中的更改之一嗎？您是否不得不在第一次上傳和最終飛行軟件之間更改翻轉/著陸策略？還是更微妙，這些都按計劃進行？
答：由於星艦目前還處於開發/測試階段，因此我們會在後期進行軟件更改，這比其他型號都要晚得多。有許多不同類型的軟件更改，大到實現新功能或軟件重構，小到更改單個數字。更改的關鍵問題是，我們如何確定此更改是正確的？我們在飛行前需要進行哪些測試？如果我們確信在最後一刻進行更改會增加測試成功的可能性，我們就不會回避（當然，我們更願意盡可能提前準備好一切）。
評論：試驗型號有其特殊性，一切以科學的方法施行。
8）問：星艦的用戶界面是什麼樣的？它會基於載人龍飛船嗎？還是會是新的設計？如果是這樣的話，它會更大嗎？哪些功能需要最大的改變？
答：該技術將與龍飛船相似，但星艦人機交互界面的設計、使用和目標與龍飛船有明顯不同。龍飛船是在小型載具中使用三個觸摸屏，具有單一的目的地，支持少數乘員及其貨物。星艦將到世界各地執行任務，包括月球、火星和更遠的地方。星艦人機交互界面必須在載具上增加各種尺寸的設備和觸摸屏（公共區域、生活區、裝載區和駕駛臺），並且必須支持具有完全不同工作和技能的用戶。長話短說，這是一個比龍飛船復雜得多的問題！
評論：以往飛船的交互邏輯與戰鬥機類似，而星艦的交互邏輯可能更像大型艦船。
9）問：星艦的測試過程中有哪些主要變化導致潛在的改進？雖然我確定有一些物理設計更改（或沒有？），但主要是箭載計算機中的軟件更新以改進計算嗎？
答：對於像星艦這樣的開發計劃，我們不斷從流程的各個方面學習。我們不斷更新載具的硬件和軟件，以融入我們的最新想法，為即將到來的測試或任務提供最佳結果。
10）問：考慮到星艦硬件部分更改的敏捷性和快速迭代性，這給軟件方面帶來什麼樣的挑戰和機遇？
答：作為一個軟件團隊，我們面臨的挑戰是在硬件不斷變化的同時不斷改進。由於我們始終與硬件團隊密切合作，以改進載具的整體性能，因此我們有機會推動硬件的更改，使得軟件更簡單或更強大。當硬件和軟件協同工作時，我們可以嘗試新的想法，如果這個想法不成功，我們知道可以再試一次。
11）問：獵鷹9號第一級和星艦第一級之間的軟件有多少可以重復使用，有多少必須重寫？您希望學習哪些新東西。
答：星艦重用獵鷹9號的許多想法和一部分代碼。我們總是想把精力花在解決新問題上，讓我們更接近火星。每當出現新問題時，我們都會回代碼庫，並問自己，我們已經擁有哪些工具可以讓我們盡快解決這個問題。
評論：可靠成熟的通用的功能庫可以使開發更加高效快捷。
12）問：您能向我們展示一下用戶界面的內容嗎？信息設計如何幫助對可能出現的問題進行分類？
答：對於控制界面，我們的目標是“安靜-黑暗”的理念,如果載具狀態良好，則界面是精簡的，但仍顯示整體系統狀態。通過這種方式，我們可以直觀地確定異常信息的優先級，同時允許操作者和工作人員維護系統上下文。信息設計對於更面向工程的界面來說是一個挑戰。我們嚴重依賴後端軟件和自動分析來優先考慮要顯示的最重要的數據。