2023年夏天，SpaceX“星舰”在美国得克萨斯海岸点火升空。该不锈钢火箭在发射时同时点燃33台发动机，尽管过程并非完全顺利，但实现了起飞。随后，在第五次飞行测试中，“超级重型”助推器被发射塔的机械臂在空中捕获，这一回收方式引发外界对可重复使用运载系统的关注。

“星舰”被设定为以完全可重复使用的方式将超过100吨有效载荷送入近地轨道。围绕其潜在能力与成本结构，全球航天机构与火箭企业面临的现实问题逐渐转向：在这一技术路线推进的背景下，如何制定自身的应对方案。

德国航空航天中心（DLR）研究人员近期发布了一项针对“星舰”的独立研究，相关成果刊登于《CEAS空间期刊》。研究团队表示，该分析未依赖SpaceX公开的性能声明，而是从公开播出的前四次综合飞行测试视频中逐秒提取遥测信息，并据此建立与验证飞行性能模型。

研究结果显示，按现有形态计算，完全可重复使用的“星舰”可向近地轨道运送约59吨货物。研究人员将这一水平与“猎鹰重型”在不回收任何助推器情况下的运载能力作了对比，认为两者大致相当。

对于下一代版本，论文提到其将配备更强的“猛禽3”发动机并扩大燃料箱。研究团队预计，该版本在可重复使用模式下的运载能力约为115吨；若以一次性方式飞行，潜力可达188吨，并指出这一水平将超过土星五号火箭。

除对“星舰”的测算外，论文还提出一款名为RLV C5的欧洲替代方案概念设计，目标是将超过70吨有效载荷送入轨道。该方案结合DLR长期推进的SpaceLiner项目中的有翼可重复使用助推器级，并搭配一个以最大化有效载荷为目标的一次性上面级。

在推进剂选择上，RLV C5采用液氢与液氧组合。论文指出，这一组合在效率上高于“星舰”所使用的甲烷与氧气方案。回收方式方面，SpaceLiner助推器并非像“星舰”那样以尾部朝下、依靠发动机喷焰减速着陆，而是通过机翼滑翔穿越大气层，随后由一架大型亚音速飞机实施空中捕获。

研究人员认为，这种回收方式的优势在于助推器无需为着陆保留燃料，从而使推进剂质量中有更大比例用于入轨任务。论文同时比较称，“星舰”发射重量超过RLV C5的三倍，其质量中包含隔热瓦、着陆燃料、结构加固与机翼等，反映了完全可重复使用方案的系统性代价。

在运载效率指标上，研究给出的测算是：“星舰”送入轨道的每吨货物中约40%为有效载荷；而采用部分可重复使用架构的RLV C5可将74%的运载质量转化为有效载荷。研究人员指出，RLV C5在原始运载能力上不及“星舰”，但效率更高。

DLR团队在论文中将RLV C5定位为一种可选路径而非直接竞争方案，并称“星舰”的高运载能力与计划中的快速重复使用更适合月球基地、火星任务以及大型卫星星座等需要极大有效载荷的任务。相较之下，RLV C5被描述为满足欧洲对超重型运载能力的主权需求的一种思路，且无需从零开始投入开发完全可重复使用系统所需的巨大投资；研究人员还建议，该方案可作为SpaceLiner完全可重复使用版本到来前的过渡步骤。

不过，论文也强调了现实差距：研究团队坦言，“星舰”已进入飞行测试阶段，而RLV C5仍停留在概念设计层面。论文提到，在第四次测试飞行中，“星舰”重返大气层所依赖的热防护系统受损严重，必须进行完全重新设计；而完全且快速的重复使用仍是决定其经济性的重要工程难题。

DLR首席作者莫里茨·赫伯霍尔德及其同事在论文总结中表示，“RLV C5为欧洲独立开发部分可重复使用的超重型运载能力提供了一条有效路径”。