+ 張雪松

4月12日6時35分，SpaceX的重型獵鷹火箭在時隔一年多后再次披掛上陣，從肯尼迪航天中心LC-39A發(fā)射工位順利升空，成功發(fā)射了沙特阿拉伯的阿拉伯-6A（Arabsat-6A）衛(wèi)星。重型獵鷹火箭首次商業(yè)發(fā)射的成功，不僅將改寫世界商業(yè)航天發(fā)射市場版圖，而且對NASA未來深空探測的任務分配，也將產(chǎn)生顛覆性的影響。

一次完美的商業(yè)發(fā)射

2018年2月6日，重型獵鷹火箭首次發(fā)射成功，一舉奪走了重型德爾它IV火箭保持了長達14年的現(xiàn)役火箭運力桂冠，重型獵鷹火箭的近地軌道運力達到驚人的63.8噸，比重型德爾它IV火箭高出兩倍以上，作為一家商業(yè)航天公司自籌資金研制的全球最大運力火箭，它的首次亮相吸引了全世界的眼球。

由于火箭超乎尋常的設計和能力，對于首飛，人們并未抱有太多的期望。SpaceX公司的老板馬斯克事前表示只要發(fā)射時別炸了發(fā)射工位就是成功；因為風險巨大，就算免費發(fā)射也攬不來首飛客戶（首次發(fā)射的載荷是馬斯克的跑車），大家都在觀望這種火箭的可靠性。結(jié)果，重型獵鷹火箭首飛成功，兩枚助推器同時返回著陸場著陸成功，但火箭芯級海上降落回收失敗，讓成功的首射略有瑕疵。

一年之后重型獵鷹火箭迎來了首次商業(yè)發(fā)射：沙特的Arabsat-6A是一顆洛克希德馬丁公司制造的基于A2100M平臺的大型通信衛(wèi)星，發(fā)射質(zhì)量高達6.46噸，超出了獵鷹九號火箭復用發(fā)射的運載能力，不得不用重型獵鷹火箭發(fā)射。

今年的重型獵鷹火箭再次進行了升級，馬斯克在發(fā)射前透露，這次發(fā)射起飛推力比首飛時提高約10%，起飛推力將達到驚人的2550噸！

火箭的芯級編號為1055.1（意為第55枚箭體的第1次發(fā)射），兩枚助推器分別編號1052.1和1053.1，都是全新生產(chǎn)的Block 5版獵鷹火箭。面對全新的重型獵鷹火箭，即使是膽大的馬斯克處理起來也慎之又慎，為此連續(xù)推遲發(fā)射時間，直到4月12日才進行發(fā)射。

重型獵鷹火箭沒有辜負馬斯克的期望，當日凌晨6時35分，火箭從肯尼迪中心發(fā)射，發(fā)射后2分38秒助推器開始分離，此時火箭速度約5890公里/小時，隨后兩枚助推器反推飛向肯尼迪中心，發(fā)射后8分01秒在LZ-1和LZ-2著陸場又一次成功上演了雙箭齊落的科幻場面。

面對接下來的芯一級分離和海上著陸的考驗，重型獵鷹火箭表現(xiàn)出色。芯一級在約10700公里/小時的速度下分離，并在發(fā)射后10分20秒，穩(wěn)穩(wěn)落在距離發(fā)射場約1000公里的海上回收駁船上。

發(fā)射34分鐘后，Arabsat-6A衛(wèi)星和火箭第二級分離，成功進入近地點321公里、遠地點89808公里、傾角23度的大橢圓軌道，入軌精度相當不錯，火箭發(fā)射和回收都獲得圓滿成功。

重型獵鷹火箭憑借完美的首次商業(yè)發(fā)射，再一次證明了火箭27臺發(fā)動機并聯(lián)思路的可行性和可靠性，給商業(yè)客戶和政府客戶吃了一顆定心丸。憑借大運力，復用發(fā)射9000萬美元、一次性發(fā)射1.5億美元的低廉報價，重型獵鷹火箭毋庸置疑將對世界商業(yè)發(fā)射市場再次帶來巨大的沖擊。而其影響，很有可能對世界運載火箭發(fā)展路線也帶來顛覆性的改變。

商業(yè)價值迎來井噴

馬斯克可以說是近十年來，世界航天界傳奇人物中的NO.1，無論別人 怎么詆毀抨擊，他始終一步步實現(xiàn)著自己的發(fā)展計劃，相繼研制出獵鷹九號、龍式和龍二代飛船，還有今天的主角重型獵鷹火箭，對世界航天事業(yè)帶來了極大的影響。

回想當年，重型獵鷹火箭還被稱為獵鷹九號重型（Falcon 9H）火箭時，還只是PPT產(chǎn)品，原定2012年首飛。雖然當年的獵重設計近地軌道運力只有約32噸，可也算是“癡人說夢”了，因為同一時期，SpaceX公司的獵鷹九號火箭甚至還沒發(fā)射上天呢！因此，當時還很紅火的洛克達因公司曾專門做了一個廣告諷刺：“當別人忙于高談闊論時，我們忙著發(fā)射”。

2011年馬斯克正式公布了重型獵鷹（Falcon Heavy）的研制計劃，原定于2013年發(fā)射，結(jié)果一路推遲到2018年，成了業(yè)界笑柄，也給抨擊者提供了無數(shù)的炮彈。不過重型獵鷹火箭拖了這么多年，倒不是說SpaceX公司技術(shù)太差或是故意拖延，畢竟是自掏腰包研制的火箭，拖一天就多出一天的費用。真正的原因是，重型獵鷹火箭的研制，的確遇到了捆綁火箭氣動等難關(guān)，但更重要的原因是同期獵鷹九號火箭在不斷迭代升級，結(jié)果重型獵鷹的狀態(tài)遲遲無法凍結(jié)，不過推遲了5年后重型獵鷹火箭也實現(xiàn)了脫胎換骨，即使取消了當初的推進劑交叉輸送技術(shù)，其近地軌道運載能力也高達63.8噸，比最初的設計幾乎翻番！

重型獵鷹火箭首次商業(yè)發(fā)射成功，再次證明了其可靠性。這次發(fā)射的衛(wèi)星重6.46噸，但運力折算到標準同步轉(zhuǎn)移軌道的話，已經(jīng)達到了接近8.8噸，這還只是助推器飛回發(fā)射場的復用運力，而并非火箭運力的極限。

獵鷹九號火箭在過去數(shù)年時間里，從歐洲阿里安火箭和俄羅斯質(zhì)子火箭手里搶去了大量訂單，占據(jù)了商業(yè)發(fā)射的半壁江山。不過獵鷹九號火箭也不是無所不能的，其復用發(fā)射運力極限約為5.5噸，面對眾多6噸級大型通信衛(wèi)星，可謂力不從心，這給了阿里安五號和質(zhì)子號火箭喘息的機會?，F(xiàn)在，重型獵鷹火箭強勢登場，復用運力足以發(fā)射任何一顆靜地軌道大型通信衛(wèi)星，這下歐洲和俄羅斯的火箭可能真要沒活路了。

當然，衛(wèi)星運營商也會有自己的考慮，為了避免一家獨大而漫天要價，肯定會在SpaceX公司之外扶植一家發(fā)射商作為備份和侃價籌碼，但可以說，備胎只會有一家，并且可能只有吃殘羹冷炙的命?？梢灶A料，世界商業(yè)航天發(fā)射市場從此要被重型獵鷹火箭徹底改寫了。

2010-2018年SpaceX在全球航天發(fā)射市場份額占比示意圖

重型獵鷹在政府發(fā)射上也有光明的前途。雖然它并非美國唯一的重型火箭，波音公司也在研制SLS重型火箭。SLS火箭繼承了航天飛機的技術(shù)遺產(chǎn)，大推力高比沖的SSME/RS-25氫氧發(fā)動機、超大推力的5段式固體助推器，現(xiàn)役比沖最高的RL10氫氧發(fā)動機，同時得到了NASA豐厚的撥款。

盡管集萬千寵愛于一身，但SLS火箭的研制更加命運多舛，從2011年開始啟動研制，原定2016年發(fā)射，但一推再推直到今天還未登場。今年美國副總統(tǒng)彭斯和NASA局長布里登斯廷下了死命令，要求SLS火箭在2020年6月發(fā)射——但公開信息顯示已經(jīng)推遲到2020年12月，此前就有小道消息說NASA內(nèi)部人員認為SLS火箭在2021年前無法發(fā)射。SLS火箭這么不給力，從無人深空探測到載人深空探測，從探月到探火，NASA一堆項目被它坑慘了。現(xiàn)在，美國總統(tǒng)特朗普和副總統(tǒng)彭斯要求2024年實現(xiàn)載人登陸月球南極，已經(jīng)投資約140億美元的SLS火箭卻成了最拖后腿的累贅。窮則思變，NASA只好將目光投向自帶干糧的重型獵鷹火箭。

重型獵鷹自帶干糧，但并不廉價。去年首飛成功后，馬斯克表示火箭研制費用高達5億美元，這對馬斯克和SpaceX來說是筆巨款，但和NASA在SLS火箭上的投資相比，甚至連零頭都不到！據(jù)《科學》雜志報道，NASA已經(jīng)決定使用重型獵鷹火箭代替SLS火箭發(fā)射歐羅巴快船探測器，此舉就能節(jié)省大約7億美元。未來，在NASA的大型深空探測器項目上，重型獵鷹火箭更有大展拳腳的空間，就算壟斷NASA的旗艦級深空探測器發(fā)射也是完全有可能的。

更大的驚喜來自載人航天項目，NASA的載人登月計劃被SLS火箭拖累，不得已也要倚重重型獵鷹火箭，首先是月球軌道深空門戶站（LOP-G）項目，它的第一個艙段能源推進艙（PPE）原計劃使用SLS火箭發(fā)射，但NASA已經(jīng)決定改用商業(yè)火箭發(fā)射。按目前的路線圖PPE艙段要在2022年發(fā)射，而在此時具備足夠運力并通過認證的火箭，唯有重型獵鷹火箭。好消息源源不斷：為了加速LOP-G空間站的建造進度，NASA又決定使用商業(yè)火箭發(fā)射空間站的其他艙段，美國新一代四種商業(yè)火箭（重型獵鷹、新格倫、火神和歐米伽）中，重型獵鷹是最成熟也是運力最大的型號，在競爭中已經(jīng)占據(jù)先機，如果說原來大家還擔心它的可靠性的話，現(xiàn)在連續(xù)兩次發(fā)射成功，其可靠性已經(jīng)得到了初步檢驗。

2019年NASA面對SLS火箭的拖沓，不得已又做出最新決定：暫停探索上面級（EUS）和相應的SLS Block 1B火箭的研制，力?；拘蚐LS Block 1的研制進度，并只用SLS火箭發(fā)射獵戶座飛船，LOP-G空間站的補給飛船以及未來的三艙式登月艙也都改用商業(yè)火箭發(fā)射。如果說LOP-G艙段的發(fā)射任務其他火箭還有競爭的機會，登月艙的上升器、著陸器和轉(zhuǎn)移器都是10-15噸級的艙段，貨運飛船也是十幾噸的龐然大物，重型獵鷹火箭幾乎是必然的選擇。更驚人的消息是，今年3月，美國副總統(tǒng)彭斯公開表示，獵戶座飛船EM-1任務必須在2020年發(fā)射，做不到就換承包商！在“愛干干不干滾”的壓力下，NASA局長也不得不附和表示在研究使用重型獵鷹火箭發(fā)射獵戶座飛船的方案。雖然經(jīng)過討論認為，重型獵鷹發(fā)射的方案可行性不高，但重型獵鷹火箭帶來的沖擊已經(jīng)可見一斑，常言道：“躲得了初一躲不過十五”，EM-1任務現(xiàn)在雖然還是暫交SLS火箭發(fā)射，但將來呢？對比昂貴的SLS火箭，一枚重型獵鷹火箭可以節(jié)省約7億美元，用它發(fā)射獵戶座飛船，或是發(fā)射載人的龍二代飛船，始終會是極富誘惑的選擇。

小結(jié)

重型獵鷹火箭作為一種私營商業(yè)航天公司自籌資金研制的重型火箭，經(jīng)過兩次發(fā)射初步驗證了設計的可行性和可靠性，不僅要在商業(yè)發(fā)射市場上橫掃歐洲和俄羅斯的大型火箭，更將可能成為挽救NASA深空探測和載人航天任務的救命稻草，這恐怕是馬斯克本人也始料未及的。重型獵鷹火箭還對其他國家的火箭研制產(chǎn)生了巨大影響，無論是歐洲的阿里安七號，還是中國的新一代載人火箭，設計上都帶有重型獵鷹火箭的痕跡，就算印度都在研制模塊化印度版重型獵鷹。重型獵鷹火箭連續(xù)發(fā)射成功后，各國航天機構(gòu)必然深受鼓舞，這種架構(gòu)的火箭有望成為未來大型運載火箭的發(fā)展潮流。SATNET

重型獵鷹升空瞬間，27臺發(fā)動機吐出的尾焰清晰可見