2026 年 3 月，SpaceX 在低地球軌道完成了人類歷史上首次星艦軌道推進劑轉移測試。這一測試的意義怎麼強調都不為過：在軌推進劑補給是整個人類星際文明路線圖上最關鍵的技術節點。沒有在軌燃料補給，Starship 無法將任意有意義的有效載荷送入月球或火星軌道——因為用於將真空最佳化 Raptor 引擎燃燒的推進劑佔據了 Starship 起飛質量的絕大部分。
在這次名為「Ship-to-Ship Propellant Transfer Demonstration」（SSTD-1）的測試中，兩艘 Starship——一艘作為「燃料儲罐」（Depot Ship，代號 S37），另一艘作為「接收船」（Receiver Ship，代號 S38）——在地球 LEO 進行了對接。對接後，S37 透過交叉傳輸管線向 S38 轉移了約 100 噸的液態甲烷和液態氧。
在軌推進劑轉移面臨前所未有的流體物理挑戰。在微重力環境下，液體不會像在地面上那樣自然地聚集在容器底部——它形成漂浮的液滴或附著在容器壁上，使泵送變得極為困難。此外，低溫推進劑（液態氧 -183°C，液態甲烷 -162°C）在太空中會持續蒸發（沸騰率每天約 0.5-1%）。SpaceX 的解決方案是使用 Starship 的姿態控制推進器進行緩慢旋轉（約 0.5 rpm），透過離心力引導推進劑流向輸出埠——然後使用一套專用的泵送系統將液體轉移至接收船。
在轉移過程中，SpaceX 還對 S38 的推進劑液位進行了精確測量——使用了一種名為「電容式液位感測陣列」的技術，將液體容器的電容變化轉換為液位百分比，精度約為 0.1%。這項技術對於確定何時停止燃料轉移（防止過度填充導致壓力失控）和在軌推進劑庫存的精確計量至關重要。
SSTD-1 的成功對 NASA 的 Artemis 計劃的月球軟著陸器計劃具有直接影響。Artemis III 和 IV 任務依賴 Starship HLS（人類登陸系統）作為從月球軌道到月面的著陸器——這要求 HLS 在月球軌道上進行燃料補給，因為傳送至月球軌道的燃料不足以同時支援著陸和返回。SSTD-1 的成功直接將 Starship HLS 的燃料補給方案從「假設」升級為「驗證中的技術」。
SSTD-1 測試詳情
SpaceX 在 2026 年 3 月完成了人類歷史上首次軌道推進劑轉移測試（SSTD-1）。兩艘 Starship——燃料儲罐船（S37）和接收船（S38）——在 LEO 對接。S37 透過交叉傳輸管線向 S38 轉移了約 100 噸的液態甲烷和液態氧。這 100 噸推進劑足以為 Starship 的真空最佳化 Raptor 引擎（比衝 380 秒）提供約 2.5 km/s 的 delta-v——相當於 LEO 到月球轉移軌道所需速度變化的約 60%。
在軌推進劑轉移面臨前所未有的流體物理挑戰。微重力下液體形成漂浮液滴或附著在容器壁上——不自然地聚集在容器底部。低溫推進劑（液氧 -183°C、液甲烷 -162°C）持續蒸發（沸騰率每天約 0.5-1%）。SpaceX 的解決方案：使用姿態控制推進器進行緩慢旋轉（0.5 rpm）——透過離心力引導推進劑流向輸出埠——然後泵送系統將液體通過直徑約 10 厘米的管線傳送至接收船。泵送速率每分鐘 500-1,000 公斤——整個轉移約 2-3 小時。
液位測量技術
SpaceX 使用電容式液位感測陣列測量推進劑液位——液態甲烷和氣態甲烷的介電常數不同——透過測量電容變化確定液體介質的存在和高度。系統在 SSTD-1 中達到約 0.1% 液位測量精度——對精確控制轉移量至關重要。精確液位測量使 S37 準確轉移 100 噸——既不過度填充（壓力失控或浪費）也不填充不足（無法滿足任務需求）。
對 Artemis 的影響
SSTD-1 的成功對 NASA 的 Artemis 計劃具有直接影響。Artemis III 和 IV 依賴 Starship HLS 作為月球著陸器——需要 HLS 在月球軌道進行燃料補給。SSTD-1 直接將 HLS 燃料補給方案從「假設」升級為「經過在軌驗證的技術」。
後續步驟
下一步是多 Tanker 連續補給演示——短時間內發射多艘 Tanker 依次為同一艘接收船轉移推進劑——模擬月球任務的實際補給場景。需 Tanker 發射間隔從兩週壓縮至每天一次——依賴發射台周轉時間縮短和 Starship 回收後快速翻新。長期在軌燃料存儲——目前每天 0.5-1% 的沸騰率——在月球任務長達 3-6 個月的在軌等待期間可能損失 50-100% 的推進劑。SpaceX 正開發被動熱管理（MLI + 遮陽罩）——目標將沸騰率降至每天 0.1% 以下。
深遠意義
SSTD-1 的成功驗證了 SpaceX 星際運輸系統中最關鍵的前提條件——在軌燃料補給。這意味著 Starship 不再是只能在 LEO 運行的火箭——而是可以從 LEO 出發前往月球、火星甚至更遠目的地的星際運輸系統。對月球任務：需要 2-3 次 Tanker 飛行補給（250-300 噸推進劑）——使 HLS 從月球軌道著陸月球表面並返回。對火星任務：需要 5-10 次 Tanker 飛行（500-1,000 噸）——在 LEO 加滿火星 Starship——然後執行 6-8 個月的星際航行。
技術與製造意義
SSTD-1 不僅是工程驗證——更對 Starship 的生產和發射節奏提出了要求。為支援月球任務的 2-3 次 Tanker 發射——SpaceX 需要將 Starbase 發射場的發射頻率從目前的每月 2-3 次提升至每週 2-3 次——這要求 Starship 的生產線從目前的每年 30 艘提升至超過 100 艘。SpaceX 在 Boca Chica 的 Starfactory 在 2026 年擴建至 100 萬平方英尺——目標每年生產 100 艘 Starship——使 SSTD-1 的技術成功能夠轉化為實際的任務能力。
長期展望
SSTD-1 打開了人類星際文明的大門。在軌燃料補給使太空探索從「攜帶所有燃料出發」的模式——類似於 18 世紀探險家攜帶多年補給的船隻——轉變為「在太空添加燃料」的模式——類似於現代航空中的空中加油。這一轉變使探索和運輸的經濟學發生了根本性變化——燃料（推進劑）不再是從地球發射時攜帶的沉重載荷——而是可以在太空中取得、儲存和交易的資源。SSTD-1 不僅是工程成就——它是人類太空探索範式轉變的標誌性事件。
競爭對比
在軌燃料補給領域的主要競爭者是 SpaceX 的 Starship-Tanker 系統和競爭對手的替代方案。Blue Origin 的 Blue Moon 著陸器使用液氫推進——單位質量推進劑提供的 delta-v（比衝）更高——但液氫的低溫儲存和操縱比液甲烷困難。洛克希德馬丁的月球著陸器設計使用與 Orion 相同的推進劑——簡化燃料補給的兼容性。相對而言，SpaceX 在 SSTD-1 後在軌燃料補給技術驗證方面領先所有競爭對手至少 3-5 年——這一領先優勢對 NASA Artemis 合同的競標具有決定性影響。
SpaceX 在軌補給的驗證使人類太空探索的經濟學發生了根本變化——太空推進劑可以在 LEO 取得和儲存，不再需要從地球發射時攜帶一切。