6月25日,美國太空探索技術公司(spaceX)宣布,最新研制的“隼1D”(Merlin1D)型發(fā)動機在位于德克薩斯州麥格雷戈的火箭發(fā)動機試驗臺上成功地完成了一次全任務持續(xù)工作和多次重新起動。測試結(jié)果表明,該發(fā)動機以654千牛推力,持續(xù)工作了185秒,成為迄今為止世界上最高效的火箭發(fā)動機。
在不到十年時間里,名不見經(jīng)傳的太空探索技術公司精心磨礪出“獵鷹”系列火箭,頓時名聲鵲起,為外界所熟知。目前,該公司具備了很強的近地軌道和地球同步軌道的發(fā)射能力,在商業(yè)太空發(fā)射市場上異軍突起。按照計劃,“隼”1D發(fā)動機將首先用于2013年第6次發(fā)射的“獵鷹9”
?。‵alcon 9)火箭上,并將成為“重型獵鷹”(FaIcon Heavy)火箭的標準配置。
今年初,美國《航空航天》雜志用“1個夢想家+3型運載火箭+1500名員工=?”為標題,從多個方面深入報道了太空探索技術公司的首席執(zhí)行官依倫·馬斯克的執(zhí)著追求、“獵鷹”系列火箭的設計特點和研制團隊的基本情況,認為該公司正在改變原有火箭研制和生產(chǎn)的“方程式”。
2006年,馬斯克為了降低風險,首先研制了相對較小的、價格低廉的“獵鷹1”火箭,僅在第一級采用了一臺“隼”發(fā)動機。研制初期,面對“獵鷹1”火箭不斷出現(xiàn)故障,馬斯克顯示出超群的勇氣,堅定地表示將繼續(xù)投資,不會中止研制工作。在經(jīng)歷了3次失敗后,“獵鷹1”火箭在2008年9月發(fā)射升空,成為抵達近地軌道的第一種私人制造的液體燃料飛行器。
從“獵鷹1”火箭研制和試驗中獲得的經(jīng)驗和教訓為“獵鷹9”火箭的問世鋪平了道路。2010年6月4日,太空探索技術公司成功地發(fā)射了首枚“獵鷹9”火箭,將“龍”
?。―ragon)飛船的模型送入軌道。而且,“獵鷹9”火箭還將成為一種可部分重復使用的火箭系統(tǒng),突破了以往運載火箭“一次性使用”的局限,大大節(jié)省了成本。
“獵鷹”系列火箭在設計上遵循一個基本原理:簡單能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性和低成本。正是基于這樣一種理念,太空探索技術公司在設計之初首先就考慮到通用性?!矮C鷹9”火箭的各級都是采用RP1煤油和液氧,因此只需要一種型號的發(fā)動機。兩級火箭都具有同樣的直徑,都采用同樣的鋁鋰合金制造,不僅減少了模具的數(shù)量,也簡化了加工工藝,顯著節(jié)省了成本。
馬斯克的不懈努力已經(jīng)取得成效。NASA與美國空軍最近的一項研究發(fā)現(xiàn),太空探索技術公司從一張白紙到第一枚“獵鷹9”火箭,只花費大約4,4億美元,而按照馬斯克說法,這個數(shù)字還包括研制“獵鷹1”火箭的大部分費用。研究認為,NASA如果要完成同樣的事情,以現(xiàn)有的管理結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的承包商模式,所需資金至少在三倍以上。
同時,太空探索技術公司還積極采用創(chuàng)新技術?!矮C鷹9”火箭采用了9臺“隼”發(fā)動機,其設計靈感來自于“阿波羅”登月艙的主發(fā)動機,但是充分利用了一些更加先進的技術,如針栓式噴注器不會產(chǎn)生可能引起燃燒室爆炸的諧波,顯著提升了安全性能,并具有零部件少、易于制造等優(yōu)點。研制人員還對“隼”發(fā)動機進行了一系列改進,包括減少部件數(shù)量、增加推力和效率,發(fā)展出“隼1D”火箭發(fā)動機。
在此基礎上,該公司還在研制更大推力的“重型獵鷹”火箭,其第1級由三部分組成,每個部分均為9臺“隼1D”發(fā)動機構(gòu)成的芯級,在結(jié)構(gòu)上與“獵鷹9”火箭通用,因此具有很高的性價比。目前,“重型獵鷹”火箭已經(jīng)獲得了用戶的青睞。5月28日,國際衛(wèi)星組織與太空探索技術公司簽訂了衛(wèi)星發(fā)射合同,成為“重型獵鷹”火箭的第一位用戶。預計“重型獵鷹”火箭在2014年能將高達53噸的有效載荷發(fā)射到低地球軌道上。
針對載人型飛船的需要,太空探索技術公司創(chuàng)新設計了一種稱為“超級天龍星”(super Draco)液體火箭逃逸發(fā)動機,成對安裝在“龍”飛船的側(cè)壁內(nèi),共8臺,從而使“龍”飛船成為迄今為止最安全的太空飛船。而且,這種發(fā)動機可以根據(jù)需要多次重復起動和精確調(diào)整推力,因此,宇航員能夠控制飛船降落在預定地點。
就市場而言,太空探索技術公司有可能涉足波音公司與洛克希德·馬丁公司組成的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟(uLA)長期壟斷的軍用衛(wèi)星發(fā)射領域。美國空軍一直在密切關注“獵鷹9”火箭的各次發(fā)射任務,在5月11日公布了為NASA發(fā)射“深空氣候觀測臺”的投標要求,希望將發(fā)射合同授予一家非ULA服務商??梢?,太空探索技術公司正在面臨一個新機