九年,猎鹰9号的崛起

语宙

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“在这里，我待在船舱里，远在世界之上……虽然穿越数万英里，但我此刻非常平静。”--《太空怪人》

■“猎鹰9号”首次发射图：SpaceX

九年前，也就是年6月4日，SpaceX的“猎鹰9号”火箭首次发射成功，屡次挫折、屡次雄起的SpaceX就此迎来转机。

让我们再看一遍“猎鹰9号”惊人的崛起速度：

年6月4日，猎鹰9号完成首次发射。

年5月25日，“猎鹰9号”运送的“龙”太空舱（龙飞船）停靠在国际空间站。

年12月21日，猎鹰9号的助推火箭成功返回地球，在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的发射坪着陆，“可重用性”成为现实。

年4月9日，猎鹰9号在海上着陆，“我依然爱你”的海上平台终于接到了最爱的访客。

年3月30日，猎鹰9号成功将卫星送入轨道，成为继航天飞机之后又一个重复使用的运载工具。

年2月6日，SpaceX成功发射猎鹰重型火箭。这是全世界目前最强大的运载火箭，两个助推器（实质就是一枚“猎鹰9号”一级火箭）同时在发射场着陆的画面堪称科幻成真。

年5月12日，猎鹰9号最新的“Block5”版本迎来首飞，SpaceX进入火箭快速复用新时代。

年3月3日，猎鹰9号推送的载人龙飞船与国际空间站成功对接。

源起

“猎鹰9号”来源于“猎鹰1号”。是的，“猎鹰1号”之后就是“猎鹰9号”，没有中间的2-8号。因为SpaceX用这个数字代表一级火箭的发动机数量。所以“猎鹰”这个大类严格来说只有两款分类：一台发动机的叫“猎鹰1号”，九台发动机的叫“猎鹰9号”。

“猎鹰9号”最初上马是单纯的NASA合同要求——给空间站运送货物。猎鹰1号的近地轨道能力只有公斤，远远不能满足空间站货运要求。因此，任务载荷决定了“猎鹰9号”必须是一款中型运载火箭。

■初代“猎鹰9号”一级9台发动机图：SpaceX

首次成功的“猎鹰9号”是最早版本，属于二级火箭。其中第一级有9台梅林1C火箭发动机；第二级则只有一台真空版梅林1C火箭发动机。这款发动机在“猎鹰1号”第一次成功发射过程中也立下了汗马功劳，但相对于空间站的货运要求，这款发动机能力还是太弱，只能继续堆数量。于是猎鹰9号应运而生。

■梅林发动机图：SpaceX

初版的“猎鹰9号”火箭全长53米，直径3.66米，起飞推力千牛（初期推力比较低），起飞重量吨，近地轨道有效载荷（LEO）8.5~9吨，发射价则只有~万美元。

年6月4日～年3月1日，这款初版“猎鹰9号”共计发射5次，3次为满足NASA要求的演示飞行，两次为龙飞船的国际空间站补给任务。

即使是如此早期的版本，SpaceX都从设计上考虑了“可重复使用”这个概念，当时限于任务载荷，设想让一级箭体利用自身携带的降落伞缓慢落入水中，然后回收火箭一级。只可惜箭体和降落伞再入大气层时都被摧毁，回收到的只是火箭残片，累计5次发射从未回收成功。

■初代“猎鹰9号“内部图，可以看到3个降落伞包

■降落伞打开带着龙飞船缓缓溅落太平洋

直到年12月，“猎鹰9号”的第20飞，火箭第一级终于在卡纳维拉尔角空军基地成功着陆，实现了火箭陆上回收。在第23飞，才第一次实现了海上回收。当然，此时的回收方案已经变成了动力反推实现垂直下降。

初版的“猎鹰9号”给SpaceX带来了NASA的资助，也带来了日后迭代发展的基础。在合同初期阶段完成后，SpaceX就继续升级自己的火箭、测试新设计、提升性能、考虑回收，进而为商业载荷服务了，于是才出现了后续“猎鹰9号”版本。

■最开始的9台发动机是3×3排列（左），后期才改成了环形排列（右）崛起

在几次着陆尝试后，SpaceX更新设计图，自身迭代发展能力的快速提升，加上军方载荷与同步转移轨道载荷的需求给火箭带来了更多设计修正，SpaceX互联网思维、扁平架构的管理模式开始显出威力。终于来到了第二版“猎鹰9号”，共计24次尝试回收一级火箭，22次安全回收。直到此时，“可重复使用”这一概念才不再是“业界笑柄”，真正建立到了航天工程实际基础上，SpaceX也一跃成为商业航天火箭市场的“扛把子”。

其实第二版“猎鹰9号”理论上复用火箭一级可使用2～3次，实际使用2次，从未尝试3次；但接下来NASA载人的合同，要求SpaceX必须定型火箭设计，并且最后的升级也包括提升安全性、复用可靠性与性能的终极提升，“猎鹰9号”终于进化成现在的完全体——“猎鹰9号”Block5型。

■Block5型发射

当前的终版“猎鹰9号”高度达到70米，发动机为梅林1D型，近地轨道最大载荷已经达到22.8吨，地球同步转移轨道能力达到8.3吨，并且继续提高单个箭体的复用次数，号称“小修飞十次、大修飞一百次”；继续缩短了翻修时间并降低翻修成本（官方称可实现24小时内重新升空）；结构继续优化设计，着陆腿也由原来的白色改成黑色，并具有重复展收能力，不必人工拆除；提高安全性以用于载人发射。

■终版猎鹰第一发

“扛把子”

商业航天的最大意义是代表了经济性。“猎鹰9”火箭的近地轨道发射报价约为万美元，相当于每公斤近地轨道载荷花费多美元。在这一低成本基础上，如果能回收“猎鹰9”火箭第一级并重复使用，还可使该火箭的成本再降低70%。最新的猎鹰9号“Block5”版本能够实现10次复用，一级回收俨然已成“标配”，全新火箭标准报价万美元，二手还可以打折，况且整流罩回收也不止一次，经济效益可见一斑。

9年时间转眼过去。现在回头看，“猎鹰9号”9年前的首飞，不仅仅是SpaceX公司火箭业务的里程碑事件，也是SpaceX给世界其他航天大国/巨头布置了一次课后作业——是临渊羡鱼？还是迎头赶上？计划航天之外，SpaceX用市场化运营给世界打开了一扇新的航天大门。

大量采购商用成型的、市场化的、最新的元器件作为部件基础，“互联网思维+扁平化架构”典型管理基础，加上快速迭代、精干高效的研发基础，辅之以NASA的精心培养、全力支持，造就了SpaceX在商业航天火箭市场的头等地位。毫不夸张地说，“猎鹰9号”正在逼近人类现有材料、结构、火箭设计的极限，颠覆了国际航天发射市场格局，“经济性”成为火箭乃至整个航天市场的关键词之一。

“9”在中国文化里是一个有特殊含义的数字，代表“多”，代表“极限”，也代表“终极”。战功卓著的“猎鹰9号”还能继续披荆斩棘、引领火箭发展吗？拭目以待。

■等待发射的“猎鹰9号”

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