大猎鹰火箭

歷史

BFR的開發始於2012年。同年3月份，新聞報導聲稱Raptor上面級發動機已經開始開發，但當時沒有公布任何細節。 2012年10月，馬斯克公開表示制定了第二個可重複使用的火箭系統的更高計劃，該系統的運載能力遠遠超過獵鷹9號運載火箭/ 獵鷹重型運載火箭，屆時SpaceX將花費數十億美元。這款新火箭將類似於「SpaceX的Falcon 9助推器「更大型號」的演變。」但他表示，SpaceX在2013年之前不會公開談論它。
2013年6月，馬斯克表示他打算在「火星殖民運輸器」定期飛行之前推遲股票市場對SpaceX股票任何可能的首次公開募股。
2014年8月，有媒體消息人士推測，由猛禽推動的超重型運載火箭的初始試飛最早可能在2020年進行，以便在軌道太空飛行條件下對發動機進行全面測試。
2015年初，馬斯克表示他希望在2015年底發布有關火星殖民運輸系統的「全新架構」的細節。這些計劃最終因為一次發射意外被推遲，繼2015年6月發射失敗以後SpaceX公司才在2015年十二月下旬恢復發射
2016年9月，馬斯克公布了一項SpaceX設計概念的大量細節，該概念用於直徑12米（39英尺）的大型運輸火箭ITS運載火箭，專門用於行星際運輸。當時，這個系統被稱為「行星際運輸系統」（ITS），並詳細討論了整體的SpaceX Mars運輸任務。這包括運載火箭（12米的核心直徑，火箭結構材料，發動機的數量和類型，推力，貨物和乘客有效載荷能力），以及在軌推進劑 - 油輪補充裝置，標準的運輸時間和各種火星側和地球側基礎設施的一部分，SpaceX需要支持一組三架飛行器。
構成2016 ITS運載火箭概念的三種不同的火箭是：
ITS助推器，運載火箭的第一級
ITS宇宙飛船，一個用於長期居住的太空飛船，作為火箭的第二級
ITS油輪，另一個第二級，設計用於攜帶更多推進劑，為太空中的其他ITS火箭加油
該演講包括提出更大的系統願景，希望其他感興趣的各方（無論是公司，個人還是政府）能夠利用SpaceX所希望建立的，新的，成本低得多的運輸基礎設施，以便在火星上實現可持續的人類文明。
2017年7月，馬斯克表示，該結構已經「改進了很多」。改進後的架構使該系統對大量的地球軌道和順式發射起到用處，這樣系統可以通過近地空間區域的經濟航天活動來收回成本。在2018年9月，SpaceX公布了一個較溫和的設計：稍微加長了第二級，並添加了徑向可操縱的向前鴨翼和尾部鰭，在一個新的再入輪廓中類似於降落傘，用於槳距控制。後鰭作為著陸腿，頂部的三條腿看起來相同，但沒有空氣動力學目的。

揭幕

2017年9月，在國際宇航大會第68屆大會上，SpaceX公布了最新的火箭設計。馬斯克說：「我們正在尋找正式的名稱，但代稱目前是BFR。」 2017年修訂後的設計概念是一種直徑為9米（30英尺）的碳複合材料技術火箭，採用甲烷分級燃燒火箭發動機技術，最初用於地球軌道和地月飛行環境，後來被用於飛往火星的任務。
2017 的BFR設計，使用碳複合材料結構，在可重複使用的第二級具有三角翼。
2017年的設計是圓柱形的，後端包括一個小三角翼，其中包括一個用於俯仰和滾轉控制的分瓣。據說三角翼和分裂襟翼能夠擴大飛行包線，以使飛船能夠在各種大氣密度（無，薄或重的大氣層）中降落，並可供各種有效載荷（小型，重型或無載荷） 來放置在飛船的鼻錐里。：18：05-19：25描述了該船的三種版本：BFS貨運，BFS油輪和BFS載人。貨物版本將用於發射衛星到低地球軌道 - 提供「比以前更為量大的撒土豆行為」 - 還能運輸貨物到達月球和火星。在高橢圓形地球軌道上重新加油後，宇宙飛船的設計使其能夠一次性登陸月球並返回地球而無需再進一步加油。：31：50
此外，BFR系統在理論上被證明能夠以快速的以地對地運輸方式運載乘客或貨物，並在90分鐘內將其有效載荷運送到地球上的任何地方。
截至2017年9月，Raptor發動機已經過42次主發動機測試，總共測試了1200秒的測試點火時間。最長的測試是100秒，這受到SpaceX地面測試設施的推進劑罐的大小的限制。測試發動機在 20MPa（200bar; 2,900psi）壓力下運行。飛行發動機的目標是25 MPa（250 bar; 3,600 psi），SpaceX預計在後續疊代中達到30 MPa（300 bar; 4,400 psi）。 2017年11月，SpaceX總裁兼營運長Gwynne Shotwell表示，大約一半的BFR開發工作都集中在猛禽火箭發動機上。
2017年的理想目標是在2022年將前兩個貨運任務的載荷送到火星，目標是「確認水資源並識別危險」，同時為未來的航班安裝「電力，採礦和生命支持基礎設施」其次是2024年的四艘船，兩艘載有人員的BFR太空船，另外還有兩艘裝有貨物的船，帶來了額外的設備和用品，目的是建立推進劑生產廠。
到2018年初，第一艘採用碳纖維複合材料結構的火箭正在建造中，SpaceX已開始建造一座新的永久性生產設施，用於在洛杉磯港建造9米直徑的箭體。2018年3月，第一艘船的製造工作正在港口的一個臨時設施中進行，第一次亞軌道 試飛計劃不早於2019年。該公司繼續公開表明其最初的理想目標是在2022年，BFR去往火星的載貨任務就能開始發射，隨後是2024年首次載人任務飛往火星的一個時間表符合2017年末提到的時間表。
早在2015年，SpaceX就一直在尋找製造設施的地點，以供建造大型火箭，並在加利福尼亞州，德克薩斯州，路易斯安那州，和佛羅里達州實地調查。截至2017年9月，SpaceX已經開始製造運載火箭部件。「主要製作儲料罐的工具已經訂購，該設施正在建設中，我們將開始建造第一艘船[2018年第二季度]。」
在2018年3月，SpaceX公開宣布將在2018 - 2019年在洛杉磯港海濱大道建造的新工廠生產下一代9米直徑（30英尺）的運載火箭和太空船。。該公司租用了18英畝的土地10年，可以進行多次更新，並將利用該場地進行製造，在海上著陸後複查箭體，以及對助推器和宇宙飛船進行翻新。新製造工廠的最終監管批准來自2018年4月的海港事務委員會[39]和5月份的洛杉磯市議會。那時，大約已有40名SpaceX員工正在設計和建造BFR。隨著時間的推移，該項目預計將有700個技術職位。洛杉磯的臨時設施是一個203500平方英尺（18910平方米）的建築物，大約有105英尺（32米）高。 完全組裝的運載火箭預計將「通過駁船運輸，通過巴拿馬運河，運往佛羅里達州的卡納維拉爾角進行發射。」 
2018年8月，美國軍方首次公開討論了使用BFR的興趣。美國空軍空中機動司令部負責人，對BFR在30分鐘內點對點地將150噸載荷投放到世界上任何一個地方的能力十分感興趣。他們預計大型運輸能力「可能在未來五到十年內發生」。
在2018年9月宣布計劃的2023年月球環遊任務中 - 一架名為#dearMoon  私人環遊任務的星艦展示了第二級和星艦的重新設計概念，其中有三個後鰭和兩個前鴨鰭，用於大氣進入，取代了在一年前顯示的三角翼和分裂襟翼設計。修訂後的BFR設計在第二級使用了七個相同尺寸的猛禽發動機; 與第一級使用的發動機型號相同。第二級設計在船頭附近有兩個小的驅動式鴨鰭，在底部有三個大鰭，其中兩個將啟動，所有三個都用作著陸腿。此外，SpaceX還在本月下半月表示他們「不再計劃為Falcon 9升級可重複使用的第二級」。 BFR運載火箭的兩個主要部分在11月份被賦予描述性名稱：第二級/上面級的Starship和第一級/助推級的「Super Heavy」，馬斯克指出「建造Super Heavy是為了遠離地球的深重力井」（在其他行星或衛星不必要加載第一級。）「

新的設計思路

2018年12月，在開始建造第一個測試物品碳複合材料Starship低空試驗車的某些部件九個月後，SpaceX執行長馬斯克宣布將採取「違反直覺的新設計思路」：該公司主要用於製造火箭結構和推進劑罐的材料將是「相當重的......但非常堅固」的金屬，隨後被證明是不鏽鋼。
繼馬斯克個人去到位於德克薩斯州，博卡奇卡的SpaceX南德克薩斯州發射場後，馬斯克便在2018年12月23日透露，第一個試驗品星艦已經在建有幾個星期了，SpaceX。「Starhopper」由300系列不鏽鋼而非碳複合材料製成，正如先前所想。根據馬斯克的說法，使用這種材料的原因是「不鏽鋼明顯便宜，顯然建造起來很快 - 它並不是最輕的。但它實際上是最輕的。如果你看一下高品質的屬性不鏽鋼，不明顯的是，在低溫下，強度提高了50％。「300系列的高熔點仍然意味著星艦的背風側在再入時不需要絕緣陶瓦，而更熱的迎風面將通過允許燃料或水通過雙壁不鏽鋼中的微孔排出來冷卻鋼皮，通過蒸發去除熱量。測試版「漏斗」Starship將用於初始測試火箭並開發著陸和低空/低速控制算法。測試火箭只會安裝三台Raptor 甲烷發動機，飛行高度不超過5公里，預計最初飛行時間不早於2019年上半年。
到2019年3月，SpaceX已經取消了他們從Ascent Aerospace購買的數百萬美元的碳複合材料生產工具，放棄了所有洛杉磯港的生產計劃，並關閉了複合材料製造廠。
Super Heavy原型建造原本計劃在2019年第二季度之前開始。第一批建造的Super Heavy助推器的發動機可能少於全尺寸型的35架猛禽發動機，這僅僅是因為早期試飛不需要那麼多發動機，而且此舉會減少在早期試飛中發生助推器故障時SpaceX的損失。

測試

測試始於子系統級，與大多數運載火箭一樣，採用火箭發動機部件測試，然後在地面測試設施中測試完整的火箭發動機。Raptor發動機部件級測試於2014年5月開始，2016年9月首次進行全發動機測試。截至2017年9月，開發中的Raptor發動機在42個主要地面試驗台上進行了1200秒的熱火試驗發動機測試，當時最長的測試為100秒。
SpaceX在2018年11月曾表示，他們正在考慮測試經過大幅改進的Falcon 9第二級，它看起來像一個「 迷你BFR」，並用於對全尺寸宇宙飛船所需的許多技術進行大氣再入 測試，包括高馬赫控制表面。然而，幾周後，馬斯克澄清說，SpaceX不會製造迷你BFR，而是會加速全尺寸BFR的開發。

Starship/星艦測試

從2017年10月開始，BFR概念揭幕後的一個月，火箭的飛行試驗預計將從全尺寸第二級的短亞軌道跳躍開始，初步測試飛行建議至早在2019年開始。到2018年9月，很明顯上層星艦的跳躍將從德克薩斯州布朗斯維爾附近的SpaceX南德克薩斯發射場進行。 SpaceX 於2018年11月向美國聯邦通信委員會申請了一項實驗無線電通信許可證，以支持試飛計劃，該許可證上的所有試飛都將保持在海拔5公里（16,000英尺）以下。 測試物品Starship和德克薩斯發射場都在2018年底開始建造。
用於第一次試飛的「 Starhopper 」 的主要結構，即是用於低空測試的Starship的縮減版本，於2019 年1月10日完成。 1月晚些時候，Starhopper的鼻錐和下部被分離了，大風吹翻並損壞了鼻錐結構。水塔結構和火箭支腿保持了完整。SpaceX隨後表示他們不會重建第一個Starhopper的鼻錐，因為低速飛行測試不需要它。
2019年4月3日，Starhopper成功完成了首次靜態點火測試。
2019年7月25日，Starhopper成功完成了20米的跳躍測試。
2019年8月27日，Starhopper成功完成了150米的跳躍測試。

Super Heavy/超級重型測試

Super Heavy助推器的初始飛行測試將遵循Starship測試的時間。截至2019年5月，SpaceX預計第一支Super Heavy助推器的建造將不會在8月之前開始。

系統命名

早在2005年，SpaceX就將「BFR」作為計劃中超重型火箭的名稱。並稱「BFR」的性能會「遠遠地超過Falcon系列火箭」，其目標為100噸（220,000磅）的軌道運力。從2013年年中開始，SpaceX將整個任務和火箭統稱為火星殖民運輸器。當2016年9月12米直徑設計亮相時，SpaceX就將整個系統稱為行星際運輸系統，並將運載火箭本身稱為ITS運載火箭。
隨著2017年9月宣布了新的9米直徑設計，SpaceX重新將該火箭稱為「BFR」。伊隆·馬斯克在聲明中說「我們正在尋找正式的名稱，但代稱目前是BFR。」 SpaceX總裁Gwynne Shotwell隨後表示BFR代表「Big Falcon Rocket」。然而，伊隆·馬斯克過去曾解釋說，雖然BFR是官方名稱，但是他是從Doom視頻遊戲中的BFG武器中汲取的靈感。 BFR偶爾也被媒體非正式地提到，並在SpaceX內部稱為「Big Fucking Rocket」。火箭的第二級是宇宙飛船，在2017 - 2018年也被稱為「BFS」。第一級助推器有時也被稱為「BFB」。
2018年11月，第二級宇宙飛船改名為Starship，第一級助推器被命名為Super Heavy。
值得注意的是，以SpaceX的方法，即使是Super Heavy以前也曾被SpaceX用於不同的環境中。在2018年2月，第一次Falcon Heavy發射時，馬斯克「暗示了Falcon Super Heavy-a Falcon Heavy的可能性和額外的助推器。『我們真的可以把它加到儘可能多的運力。如果的任何人想要的話，我們可以添加兩個額外的助推器並使它成為獵鷹超重型。'「

第一級：Super Heavy（超級重型）

Super Heavy（超級重型）， SpaceX下一代運載火箭的第一級或助推器，長63米（207英尺），直徑9米（30英尺），預計總升空質量為3,065,000千克（ 6,757,000磅）它由不鏽鋼罐和支撐結構構成，使用 過冷液態甲烷和液氧（CH 
4 / LOX）推進劑，由35個Raptor火箭發動機提供動力，總共提供61.8 MN（13,900,000 lbf）起飛推力。助推器預計會在發射台上返回陸地，雖然它最初可能使用與第二級一樣的著陸腿。