升空画面

芯级海上回收首次成功

　　腾讯科技，文/乔辉

　　北京时间 4 月 12 日 6 时 35 分，SpaceX 公司的重型猎鹰（Falcon Heavy）火箭从美国佛罗里达州“肯尼迪航天中心”发射升空，本次发射搭载的是 Arabsat 公司的一颗通信卫星，该卫星重约 6 吨，用来给中东和北非地区提供电视、网络和手机信号服务。

　　首次商业航天发射

　　由于天气原因，发射已经推迟了很多次，主要是担心不稳定的天气，积雨云以及闪电会影响火箭的正常飞行。此前，4 月 5 日，进行了成功的静态点火测试，测试一级火箭的 27 个发动机。

2018 年重型猎鹰首次发射画面

　　本次发射是重型猎鹰火箭的第二次发射，也是第一次商业发射。2018 年 2 月 6 日，SpaceX 公司首次发射重型猎鹰火箭，把特斯拉公司生产的一辆红色跑车送出了地球，成为绕太阳运行的一颗汽车卫星。

这是去年重型猎鹰发射的特斯拉红色跑车。目前正绕太阳飞行。

　　重型猎鹰运载火箭高 70 米，宽 12.2 米，重量为 1420.8 吨，是目前现役的运载能力最强大的火箭。每次发射的价格是 9000 万美元。

鸟瞰肯尼迪航天中心。前方是组装大厅，右后方是 39A，左后方是 39B

　　本次发射地点位于肯尼迪航天中心，该发射场非常有名，当年发射过阿波罗登月飞船和航天飞机。1969 年 7 月 16 日，就是在这里巨大的土星五号火箭托举起了“阿波罗”11 号飞船，把人类首次送上月球的。今年 3 月 2 日，SpaceX 公司进行的载人版龙飞船的无人测试也是在这里发射的。

　　目前，该发射场有三个发射工位“LC 39-A”、“LC 39-B”和“LC 39-C”。此前 SpaceX 的猎鹰 9 火箭和重型猎鹰也都是在 LC39-A 起飞的；LC 39-B 是 NASA 准备用来发射新型大推力火箭（太空发射系统）的；LC39-C 是 2015 年增加的，准备发射相对较小的火箭，但还从来没使用过。

　　现役运载能力世界第一

　　重型猎鹰火箭是能够部分重复使用的大推力火箭。重型猎鹰的芯级是加固了的猎鹰 9 火箭，外加两个猎鹰 9 作为助推器。在结构上和德尔塔 IV 型类似。

　　重型猎鹰是现役的运载能力最强火箭，在历史上也能排到第四名。前三名分别是：退役了的阿波罗登月使用的“土星五号”火箭，前苏联的“能源号”火箭和 N1 火箭。重型猎鹰也是一款能够把人送出近地轨道的火箭，但目前马斯克还没有打算用于载人飞行。

　　重型猎鹰的近地轨道的载荷能力达到 64 吨，地球同步转移轨道运载能力为 26 吨，火星转移轨道的运载能力为 16 吨，飞往冥王星的运载能力为 3.5 吨。

　　当然，还是 50 年前曾经把人类送往月球的“土星五号”更牛，它的近地轨道运载能力为 140 吨。

　　重型猎鹰的结构强度有 40% 的富余，而通常火箭的结构强度富余度只有 25%，该火箭拥有把人送往月球和火星的能力。

　　密密麻麻的发动机

　　三个并联的一级火箭是由猎鹰 9 火箭衍生而来，都采用了相同的梅林发动机。重型猎鹰的海平面推力可达 228 吨，随着飞行高度的上升，当冲出大气层之后，推力能提高到 246 吨。这一点可能与某些人的直觉相反，其实大气并不能为火箭提供推力的支撑，反而会降低推力。

　　上面级火箭由一个梅林发动机驱动，是专门针对在真空环境中优化过的，推力 9 吨，可燃烧 397 秒。

密集的 27 台梅林火箭发动机

　　重型猎鹰火箭的喷管排布非常有趣，8 个喷管围绕 1 个喷管，构成一种称为“Octaweb”的结构，目前没有正式中文标准翻译。

　　研发过程很曲折

　　2011 年 4 月，SpaceX 公司在华盛顿特区举行的一场发布会上宣布了重型猎鹰的发展规划，起初计划 2013 年试飞，但由于多种原因首次试飞推迟到 5 年后的 2018 年。把三个猎鹰火箭绑在一起形成一个更大火箭比想象的更加困难。马斯克也不得不承认，当年太低估困难了。

　　可部分重复使用

助推器返回陆地画面

　　重型猎鹰火箭一级各个通用芯级均安装有栅格舵，可用于辅助箭体再入过程中姿态稳定控制，并提供一定的气动阻力用于减速。

　　各个通用芯级的着陆装置为四个支腿，在火箭发射后的上升及再入过程中收拢于箭体，当火箭一子级减速，即将着陆于地面或海上平台之前展开（两个侧边助推器在陆地回收，芯级火箭在海上回收）。支腿由液压装置执行收拢展开，并具有展开后锁死的能力。

　　支腿主要由碳纤维及铝合金蜂窝板构成，轻质且能满足载重需求。支腿带有液压减震器，可进一步减缓垂直着陆带来的巨大冲击。

　　理论上，通过回收利用，重型猎鹰的成本能下降 6000 万美元。