全球最便宜的火箭由一个私人企业打造比中国

年行将结束，今年SpaceX公司的成果非常丰硕。主要的成是两个：重型猎鹰-9火箭的首飞和回收再利用，以及猎鹰-9Block5完成了回收再利用。猎鹰-9是SpaceX公司的主打品牌，一共有5个型号，即猎鹰-91.0版本、猎鹰-91.1版本、猎鹰-9FT全推力型（包含Block3和Block4）以及如今的猎鹰-9Block5。目前前四个型号火箭大部分都已经退役或处于半退役状态，只有Block5型是目前的主力运载工具，不仅将承担接下来大部分的商业运载任务，还将完成美国年的载人航天。猎鹰-9系列的芯级是统一的，每个芯级包含9台默林-1D发动机。默林-1D发动机单台推力93.2吨，推重比.8：1，是全世界推重比最高的液体火箭发动机。猎鹰-9系列的发动机布置方式上曾做过变动：从早期的3×3变成了后期的中心1周围8的方式，目的是为了简化发动机出现故障状态下应急系统的程序设计，提高火箭的可靠性。目前，全世界的火箭发射中，第一级都是消耗品，用完即扔，浪费不说，也使得火箭发射成为了一个昂贵的事情。在SpaceX公司老板的马斯克看来，想让更多的人进入太空，必须缩减太空事业的成本，其中重要的一项就是实现一级火箭的可重复利用。猎鹰-9Block5就是为了这一目标而设计的。有人测算过，目前的猎鹰-9Block5设计目标是能够先实现10次重复回收发射，未来实现次重复。而当下首次发射成本为万美元，重复利用后，第2次发射的成本就降低为约万，而第3次至第10次成本基本稳定在万美元上下，这个价格全球无出其右。巨大的价格优势将产生两种不可估量的影响：首先，更多的国家将有能力发射自己的卫星；其次，如果其他国家再不降低火箭发射成本，将被彻底逐出国际航天发射市场。然而，从现实角度来说，虽然早在年，麦道飞机公司就曾提出重复使用概念并且用德尔塔快帆验证机验证过，但想让火箭垂直降落在海面上，还是有两个巨大的技术困难。首先是让火箭第一级在分离后垂直下降并实现软着陆，其难度就像“在暴风雨中让一根扫帚平稳地直立在手掌上”；其次，其着陆精度要控制在10m以内，确保能到达预定着陆场。而猎鹰-9能实现安全的回收依靠的是3个重要的部分：弹道设计、格栅舵和着陆支架。在发动机完成任务并关闭后，火箭会有一个惯性段，然后到达最高点，此时启动姿态控制，使火箭以垂直的方式再入大气层。此时，火箭的着陆点就已经得到了精准的控制。再入大气层后，火箭发动机启动并反推火箭，使火箭减速，同时钛合金格栅舵打开，起到减速和姿态控制的目的，随后打开起落架，精确着陆。值得注意的是，猎鹰-9不是第一个实现重复回收的火箭，这一记录由蓝色起源公司的新谢帕德火箭在年创造，但是火箭只达到km的高度，而猎鹰-9是首个实现重复回收的轨道运载火箭。作为一枚轨道运载火箭，首要任务当然是载荷入轨，其次才是回收的问题。而轨道运载火箭无论飞行高度还是回收难度都非一般火箭能比。毫不夸张的说，在如今全球可回收火箭技术都在起步状态的情况下，SpaceX实现猎鹰-9Block5的回收，绝对是一个里程碑。此外，重型猎鹰的首飞和回收也是另一个值得纪念的大事件。重型猎鹰的运载能力达到了惊人的63.9吨，回收难度极高。同时这一运载能力相当罕见，是目前美国完成载人航天任务，重返月球，以及火星任务的首选。首先，重型猎鹰自身的发射技术难度也相当的大：因为重型猎鹰由3枚独立的猎鹰9号火箭芯级捆绑而成，27台必须同时点火，必须克服相互的干扰。其次回收的难度极高，但马斯克表示，只要两个猎鹰-9分开，一切就好办了。而重型猎鹰本身也只是一个更大型的运载火箭的过渡阶段，SpaceX将基于重型猎鹰研发更大型的BFR火箭，为此还制造了一个简单的验证机BFR火箭悬停测试机。因此，重型猎鹰的安全首飞就是BFR成功的第一步。而在3月和5月，重型猎鹰将进行两次发射任务，继续进行稳定性的检验。目前，NASA已经答应让明年将有9名宇航员分别搭乘波音公司的CST-0星际线和SpaceX公司的龙飞船前往国际空间站。NASA此前给出的要求是，只要猎鹰-9Block5连续成功执行7次货运任务的话，就获准执行载人任务，而且有希望跳过近地轨道验证飞行阶段。从今年的情况来看，年SpaceX进行了40次发射任务，其中还包括13次都是回收火箭，发射成功率是%。不过为了安全起见，NASA改变主意要求两家公司先进行无人飞船发射测试。波音目前没有给出自己的计划，而年1月，SpaceX的龙飞船就将进行首次无人飞行测试，如果一切顺利，将进行美国首次民营航天公司的载人航天。（利刃/WZB）

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