SpaceX重型獵鷹火箭升空 系首次商業發射

騰訊科技 文/喬輝

台灣時間4月11日6時35分，SpaceX公司的重型獵鷹（Falcon Heavy）火箭從美國佛羅裡達州“肯尼迪航天中心”發射升空，本次發射搭載的是Arabsat公司的一顆通信衛星，該衛星重約6噸，用來給中東和北非地區提供電視、網絡和手機信號服務。

首次商業航天發射

由於氣象原因，發射已經推遲了很多次，主要是擔心不穩定的氣象，積雨雲以及閃電會影響火箭的正常飛行。此前，4月5日，進行了成功的靜態點火測試，測試一級火箭的27個發動機。

本次發射是重型獵鷹火箭的第二次發射，也是第一次商業發射。2018年2月6日，SpaceX公司首次發射重型獵鷹火箭，把特斯拉公司生產的一輛紅色跑車送出了地球，成為繞太陽運行的一顆汽車衛星。

重型獵鷹運載火箭高70米，寬12.2米，重量為1420.8噸，是目前現役的運載能力最強大的火箭。每次發射的價格是9000萬美元。

本次發射地點位於肯尼迪航天中心，該發射場非常有名，當年發射過阿波羅登月飛船和太空梭。1969年7月16日，就是在這裡巨大的土星五號火箭托舉起了“阿波羅”11號飛船，把人類首次送上月球的。今年3月2日，SpaceX公司進行的載人版龍飛船的無人測試也是在這裡發射的。

目前，該發射場有三個發射工位“LC 39-A”、“LC 39-B”和“LC 39-C”。此前SpaceX的獵鷹9火箭和重型獵鷹也都是在 LC39-A起飛的；LC 39-B是NASA準備用來發射新型大推力火箭（太空發射系統）的；LC39-C是2015年增加的，準備發射相對較小的火箭，但還從來沒使用過。

現役運載能力世界第一

重型獵鷹火箭是能夠部分重複使用的大推力火箭。重型獵鷹的芯級是加固了的獵鷹9火箭，外加兩個獵鷹9作為助推器。在結構上和德爾塔IV型類似。

重型獵鷹是現役的運載能力最強火箭，在歷史上也能排到第四名。前三名分別是：退役了的阿波羅登月使用的“土星五號”火箭，前蘇聯的“能源號”火箭和N1火箭。重型獵鷹也是一款能夠把人送出近地軌道的火箭，但目前馬斯克還沒有打算用於載人飛行。

重型獵鷹的近地軌道的載荷能力達到64噸，地球同步轉移軌道運載能力為26噸，火星轉移軌道的運載能力為16噸，飛往冥王星的運載能力為3.5噸。

當然，還是50年前曾經把人類送往月球的“土星五號”更牛，它的近地軌道運載能力為140噸。

重型獵鷹的結構強度有40%的富余，而通常火箭的結構強度富余度只有25%，該火箭擁有把人送往月球和火星的能力。

密密麻麻的發動機

三個並聯的一級火箭是由獵鷹9火箭衍生而來，都採用了相同的梅林發動機。重型獵鷹的海平面推力可達228噸，隨著飛行高度的上升，當衝出大氣層之後，推力能提高到246噸。這一點可能與某些人的直覺相反，其實大氣並不能為火箭提供推力的支撐，反而會降低推力。

上面級火箭由一個梅林發動機驅動，是專門針對在真空環境中優化過的，推力9噸，可燃燒397秒。

重型獵鷹火箭的噴管排布非常有趣，8個噴管圍繞1個噴管，構成一種稱為“Octaweb”的結構，目前沒有正式中文標準翻譯。

研發過程很曲折

2011年4月，SpaceX公司在華盛頓特區舉行的一場發布會上宣布了重型獵鷹的發展規劃，起初計劃2013年試飛，但由於多種原因首次試飛推遲到5年後的2018年。把三個獵鷹火箭綁在一起形成一個更大火箭比想象的更加困難。馬斯克也不得不承認，當年太低估困難了。

可部分重複使用

助推器返回陸地畫面

重型獵鷹火箭一級各個通用芯級均安裝有柵格舵，可用於輔助箭體再入過程中姿態穩定控制，並提供一定的氣動阻力用於減速。

各個通用芯級的著陸裝置為四個支腿，在火箭發射後的上升及再入過程中收攏於箭體，當火箭一子級減速，即將著陸於地面或海上平台之前展開（兩個側邊助推器在陸地回收，芯級火箭在海上回收）。支腿由液壓裝置執行收攏展開，並具有展開後鎖死的能力。

支腿主要由碳纖維及鋁合金蜂窩板構成，輕質且能滿足載重需求。支腿帶有液壓減震器，可進一步減緩垂直著陸帶來的巨大衝擊。

理論上，通過回收利用，重型獵鷹的成本能下降6000萬美元。