最近世界航天界有两件大事，最引人注目的当然是我国嫦娥六号的月背采样，那真是前无古人，后也很难有我国之外的来者。连一向看不惯中国航天发展的NASA局长都发文祝贺了。
而另一件事，莫过于6月6日美国SpaceX公司超级火箭——星舰的第4次试飞。平心而论，这次试飞获得了巨大的成功，比前3次的进步非常明显，实现了几乎所有预定目标。
星舰发射后有一台猛禽发动机未能成功点火，但似乎并没有影响后续进程。首先是第一级和第二级成功分离了，然后第一级在栅格舵的控制下向海面降落，在最后时刻再次启动了猛禽发动机反推，以几乎为零的速度在海面“溅落”，其实就是软着陆。而最关键的第二级则成功入轨，在太空飞行一段时间后再入大气层。
这次再入没有重复第3次试飞的失败，星舰第二级经受住了高温热障的考验，安装在箭体上的摄像机还让我们看到了等离子层的瑰丽场景。虽然在极端高温下有一个翼面疑似被烧穿，但飞船仍然受控，翼面保持可动作的状态。最后第二级也启动了发动机反推减速，像第一级一样在海面上软着陆，但溅落地点已经是遥远的印度洋。
这次成功足以载入史册，然而星舰试飞的时间恰逢我国嫦娥六号任务的关键时段。也就是在6月6日下午，嫦娥六号上升器成功在环月轨道上与轨返组合体对接，装载着珍贵月球样品的容器被转移到了返回器中。
这一步骤标志着嫦娥六号采样返回任务已经完成了一大半，接下来就剩返回地球了。于是，星舰成功的光环似乎在嫦娥六号的光芒下显得黯淡了，在国内网络上讨论得并不多。
笔者翻看评论，发现大家普遍有一个想法：星舰再厉害，不过是实现了地球上的软着陆，还是在海上。而我国嫦娥六号完成的是月球上的软着陆，位于38万公里外，还是在通信困难的月球背面，它俩哪个更先进不是一目了然吗？
说起来也巧，星舰在未来还真规划了一个登月版，用于美国“阿尔忒弥斯3号”载人登月任务，但那还为时尚早，咱们先来看看地球和月球软着陆技术到底哪个更难。
对航天器来说，地球与月球最大的不同，除了引力之外，就在于地球有一个稠密的大气层，而月球表面没有空气，几乎是真空。大气层的存在，极大影响了航天器在地球上的着陆过程。如果一个航天器没有飞出大气层的话，比如说星舰和猎鹰9号的第一级火箭，它们就可以利用巨大的空气阻力实现减速，将速度降至亚音速。
由于它们的初速度本来就不太高，仅在1.6公里/秒左右，因此与空气摩擦产生的热量较小。凭借空气阻力和自身发动机的反推，可以比较轻松的将着陆速度降到2米/秒，接近于零。不过，一级火箭的软着陆最终目的是回收，如果不回收，那干脆就扔掉算了。因此一级火箭还需要在栅格舵等手段的控制下飞到一个指定地点，再通过着陆腿缓冲实现最终落地。
星舰第四次试飞中，第一级的超重助推火箭是在海上软着陆的，只是实现了减速悬停，然后就掉进了海里，并没有尝试回收。但在验证了软着陆之后，下一步就是试验回收技术。与猎鹰9号的着陆腿回收方案不同的是，将来星舰第一级会飞回发射台附近悬停，然后被像筷子一样的机械臂抓住，放回发射台上。
如果说大气层在第一级软着陆中起了正面作用的话，那对第二级飞船的着陆回收来说，就是个大难关了。因为星舰第二级是要入轨的，会达到第一宇宙速度，也就是7.9公里/秒，并且进入太空。当它从太空返回再入大气层时，如此高速的飞船与越来越稠密的大气会发生极为剧烈的摩擦，释放出大量热量，形成极端高温，被称为“热障”。
星舰第三次试飞就是没能抗过热障，才最终解体。不过热障在考验航天器隔热性能的同时，也产生了明显的减速效果。当航天器成功进入稠密大气之后，速度已经大为降低，空气也能带走摩擦产生的热量，温度就不再是问题了。之后航天器可以考虑用降落伞着陆，就像神舟飞船那样。
不过星舰第二级非常大，用降落伞不切实际，而且它也要实现回收。因为采用了翼面控制加发动机反推的方式，像第一级一样飞回发射台，再被机械臂捕获。
由于没有降落伞，无论是第一级还是第二级软着陆，都需要用到变推力发动机。星舰使用的是推力达269吨的猛禽第三代液氧甲烷发动机，在起飞时当然是全推力工作。而在回收着陆时，由于火箭燃料已经几乎消耗干净，重量大为减轻，只需要少量发动机以小推力工作，推力太大了还不行。这时猛禽发动机推力可以降至原来的20%。
说完星舰的地球软着陆，就该讲讲嫦娥六号的月球软着陆了。刚才说过月球表面没有空气，所以嫦娥六号无法利用大气层空气阻力来减速，只能老老实实的用发动机来反推。嫦娥五号和六号都装备了性能极为稳定的7500N变推力发动机，可实现推力从1500N到7500N的大范围变化。
实际上，阿波罗登月舱用的也是变推力发动机，推力比较大，达到了4.5吨左右，是嫦娥六号的6倍。说句题外话，SpaceX的猎鹰9号火箭上的梅林发动机，其原型也使用了阿波罗登月舱变推力发动机的针栓式喷注器结构，从而实现了推力可调。因此从猎鹰9号到星舰，与登月都是有渊源的。
嫦娥六号着上组合体开启主发动机后，先将水平速度降到零，再垂直下降并继续反推减速，并在距离月面100米高的地方悬停，对下方着陆区进行激光三维成像，选取最佳着陆点，然后向该点下降。当距离月面还有3米高度时，主发动机关机，开始自由落体。月面上的引力比地球小得多，着上组合体通过着陆腿就能够实现软着陆了。
由于无法利用空气阻力，不能使用翼面来调整方向，嫦娥六号的着陆完全靠主发动机的减速和姿控发动机的姿态控制，难度还是相当大的。之前有几个国家的月球探测器，都是在最后一步着陆时失败，足以说明这个过程不容易。
另外，月球距离地球38万公里，月球背面又被挡住无法直接通信，这也是一个很大的挑战，是星舰在地球着陆时不会遇到的。我国通过鹊桥一号和鹊桥二号中继卫星解决了这个问题，也是世界首创。
除了这些之外，嫦娥六号的月球着陆还有一个难点，就是还得实现月面上升。星舰软着陆后直接就掉海里了，后期实现回收也是会停在发射架上，一次发射任务就完成了。但嫦娥六号不行，它在完成月背采样之后，上升器还需要带着样品容器在月面上发射，进入环月轨道，与轨返组合体对接，用的是3000N发动机。
因此，嫦娥六号的月背软着陆，过程非常复杂，哪一步也不能出问题，难度一点儿也不比星舰的地球软着陆小，只是航天器的重量没有星舰那么大，发动机推力没有星舰那么强而已。
不过，星舰在完成基本型的测试之后，也会开始研制登月版。登月版星舰是美国重返月球的阿尔忒弥斯计划的重要组成部分，被称为HLS“人类登陆系统”。它先被发射到近地轨道上，然后再发射一艘星舰为它加油。加满燃料的HLS星舰重新点火向月球进发，到达环月轨道后与稍后发射的猎户座飞船对接。
2名宇航员会进入HLS星舰，下降并在月球表面着陆，完成任务后再乘坐星舰上升到环月轨道，再与猎户座飞船对接，宇航员进入猎户座飞船后返回地球。在这一过程中，HLS星舰实际上扮演了嫦娥六号的着陆器和上升器的角色，只是结构更为简单，着陆和上升都使用同一套航天器和发动机。
然而从星舰的研制进度来看，登月版星舰不知道要何年何月才能搞出来，实现载人登月的阿尔忒弥斯3号任务也是一推再推，现在已经推到了2026年9月。要在仅仅两年多的时间里迭代出登月版星舰，我想SpaceX也是压力山大，不少国外专家也认为：中国或将先于美国阿尔忒弥斯计划实现载人登月。这也不是没有可能呀！
