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SpaceX首次载人航天圆满成功:今天,我们只谈“功臣”猎鹰9号

北京时间 5 月 31 日 3 时 22 分,搭载两名宇航员的SpaceX猎鹰九号运载火箭成功升空,并在海上回收一级火箭。这标志着美国在时隔9年之后终于恢复了将人类送上太空的能力,也揭开了私营航空进行载人航天的历史序幕。

SpaceX的成功,离不开NASA多年的财政支持,但使得SpaceX在市场竞争中脱颖而出的最大功臣,是我们今天的主角——猎鹰9号运载火箭。

猎鹰9号运载火箭发射瞬间

(一)鹰隼试翼

猎鹰9号运载火箭(英语:Falcon 9),由狂热的星战粉——埃隆·马斯克根据星球大战系列中的“千年隼(Millennium Falcon)”命名,由于火箭第一级有9个发动机,因此得名猎鹰9号。

秉持着“快速试错、快速迭代”的设计思路,2005年,SpaceX宣布开始一款“完全可重复使用的重型运载火箭”的研发。根据描述,它能将约9500千克的载荷送入低地球轨道。由于开发时间晚、起点高,猎鹰9号火箭使用了许多新技术,也成为第一枚完全于21世纪开发和设计的火箭。

猎鹰9号的推进器

美国东部时间2010年6月4日,猎鹰9号火箭成功完成首次发射。只是当时,人们还没有意识到这款火箭将会给21世纪的航天市场掀起怎样的波澜。

(二)声名大振

长期以来,由于火箭的助推器在进行一次发射后就会被丢弃,航天发射的成本一直居高不下。猎鹰9号在设计之初,就以“可重复使用”作为重要目标。但要使一级火箭从万米高空精准受控,垂直落回地球上指定的地点,可谓难于上青天。

SpaceX的工程师曾这样描述回收火箭的难度:朝天空发射一根铅笔,然后这根铅笔必须飞越过纽约帝国大厦楼顶 (高约 443 m),然后还要让这根铅笔在狂风中返回并落在一个鞋盒上屹立不倒。因此,谁能率先攻克火箭回收技术,成为世界各国竞逐的目标。

猎鹰9号准备进行回收

由于超高的难度,SpaceX的火箭回收计划进行的并不顺利。在前两次海上回收实验中,因火箭降落速度过快或姿态控制不当,火箭回收失败并坠毁在大西洋中,第三次回收则因火箭第一级爆炸而没有实施。

其后,其后SpaceX选择转而进行陆地回收测试。2015年12月21日,猎鹰9号火箭进行第20次发射,在一箭发射11颗卫星后,第一级火箭在卡纳维拉尔角空军基地第一着陆场成功着陆。

有了第一次的成功,猎鹰9号捷报频传。2016年4月8日,在为国际空间站进行充气式太空舱试验及货物运输补给的任务后,第一级火箭第五次尝试海上着陆,并在大西洋上一艘名为“我依然爱你”(Of Course I Still Love You)的驳船上成功降落。

猎鹰9号成功海上回收

SpaceX 成功实现火箭回收,直接改变了美国乃至世界火箭发射市场的格局。由于火箭的重复使用大大降低了成本,SpaceX的发射报价远低于竞争对手,大量订单涌入,为SpaceX带来了充足的现金,使得他们能够进行更加疯狂的两项计划——StarLink“星链”计划,和火星移民。

(三)载人航天

2011年,美国航天飞机全部退役,自此美国失去了将人类送入太空的运载工具。在此后几年中,美国宇航员若想进入国际空间站,只能搭载俄罗斯的”联盟号“载人飞船升空,面对俄罗斯的漫天要价也只能忍气吞声。

根据NASA的一份报告,截至2019年7月,美国航天局为美国与伙伴国航天员往返国际空间站,累计购买了联盟号飞船70个座位,总金额达39亿美元。

美国航天飞机的最后一次发射

但就在今天,伴随着猎鹰9号和“龙”飞船的成功升空,美国这个昔日的航天界霸主终于恢复了载人航天的能力。值得一提的是,“龙“飞船也是SpaceX的产品,这是一艘完全自动驾驶的宇宙飞船,采用了极具科幻感的外形和内饰设计。

成功将人类送上空间站后,SpaceX的载人航天大幕缓缓拉开——下一站是哪里?月球,火星,还是某个更加遥远的星球?

(四)飞向火星

2020年3月18日,SpaceX用一枚5手猎鹰火箭,将星链计划的60枚卫星送上太空。虽然这次任务中的第一级火箭没能回收成功,但5次回收使用的记录足以傲视群雄。星链计划暂且按下不表,让我们先将目光投向火星——

和大多数公司不同,SpaceX的成立带有强烈的英雄主义色彩。从成立之初,SpaceX就以火星殖民作为目标。而要实现这一目标,强大的运载火箭、大容量的运载飞船和低成本的航天发射缺一不可。火箭回收技术解决了成本问题,大容量载人飞船Starship的研发工作逐步推进,剩下的一环——强大的运载火箭也呼之欲出。

猎鹰重型运载火箭(英语: Falcon Heavy),先前称为猎鹰9号重型运载火箭,是猎鹰9号运载火箭的一个衍生构型,由一个经过强化的猎鹰9号中央芯级和两个额外的猎鹰9号第一级组成。这样的改动让猎鹰重型运载火箭的近地轨道运载能力达到惊人的63.8吨,也具有了发射小行星采矿所需要的重型挖掘机具的能力。

猎鹰重型运载火箭

北美东部标准时间2018年2月6日下午3时45分,猎鹰重型运载火箭首飞成功,并成功回收了三枚推进器中的两枚。这枚火箭将SpaceX董事长埃隆·马斯克的一辆特斯拉Roadster跑车作为载荷送入太空,这辆豪华跑车至今仍在太空中“航行”。根据SpaceX的轨道设计,这辆跑车最终将进入火星轨道绕行。

作为当前世界现役最大推力的运载火箭,猎鹰重型运载火箭承载了人类走出地球、探索太空的希望,马斯克“殖民火星”的豪言,或将很快成为现实。

猎鹰9火箭发射的慢速摄影

(五)文末彩蛋

在今天凌晨的载人航天任务中,可能有人注意到了镜头前飘过的一只玩具恐龙——这只恐龙是一位宇航员的儿子在出发前送给老爸的,祝他飞行顺利。同时,这只恐龙还能作为零重力指标,一旦飞船进入零重力阶段,恐龙就可以漂浮起来。带着亿万年前的地球霸主遨游太空,又何尝不是一种浪漫主义呢?

飞船中漂浮的恐龙玩具

这里是爱航空,欢迎大家的关注和评论,小编将持续为大家更新飞机背后的故事(偶尔跨界航天)。感谢您的阅读!

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