北京時間2月7日，“獵鷹重型”運(yùn)載火箭從美國佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心發(fā)射升空。
太空探索技術(shù)公司(SpaceX)官網(wǎng)、美國全國廣播公司網(wǎng)站、哥倫比亞廣播公司網(wǎng)站7日消息稱，“獵鷹重型”火箭首次發(fā)射成功，標(biāo)志著人類商業(yè)太空探索的重大突破。火箭兩個助推器同時完成回收，芯級火箭海上平臺回收失敗。但首射成功這一至關(guān)重要的動作，仍讓該火箭奪下當(dāng)今航天界“運(yùn)載火箭之王”的桂冠。
北京時間7日凌晨4時45分左右，肯尼迪航天中心歷史悠久的卡納維拉爾角發(fā)射場39A發(fā)射臺升騰起一片煙霧與火光，“獵鷹重型”火箭起飛級27臺“灰背隼1D”發(fā)動機(jī)點(diǎn)火，火箭咆哮升空。約8分鐘后，火箭的兩個助推器成功在著陸器區(qū)同時回收。但芯級火箭按計劃接近大西洋上的無人海上平臺試圖著陸時，出現(xiàn)故障墜海。
帶著一輛跑車奔向火星
高度近20層樓的“獵鷹重型”火箭，具有執(zhí)行月球或火星載人任務(wù)的潛力，可以將超大型衛(wèi)星、太陽帆飛船及宇航員送入太空，如回收順利，火箭還可以重復(fù)再利用。
該火箭很早就進(jìn)入研發(fā)，但發(fā)射時間推遲數(shù)次，今年1月底終于完成靜態(tài)點(diǎn)火測試。此次在火箭發(fā)射前，SpaceX公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克非常保守地表示，只要發(fā)射平臺沒被炸毀就算成功，否則要花費(fèi)近一年時間修復(fù)平臺，因此他希望火箭至少能飛到離發(fā)射塔遠(yuǎn)一點(diǎn)的地方。
此次火箭升空的同時，還攜帶一輛櫻桃紅色特斯拉跑車作為載重測試，這也成為第一輛進(jìn)入太空的跑車。按馬斯克的設(shè)想，這臺特斯拉十年前出品的首款電動跑車“ROADSTER”，將在火星軌道繞飛10億年。
我國航天專家龐之浩對科技日報記者表示，跑車可能到不了火星。“雖然它能達(dá)到第二宇宙速度，滿足進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道的條件，但畢竟不是火星探測器，途中也無法進(jìn)行軌道修正。”他說，“它只能飛到哪算哪，最終在地球和火星之間，圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)。”
“獵鷹重型”火箭是現(xiàn)役推力最大的運(yùn)載火箭。其近地軌道運(yùn)載能力達(dá)63.8噸，相當(dāng)于一架滿載的波音客機(jī);地球同步軌道運(yùn)載能力為26.7噸，與美軍M7中型坦克相當(dāng);地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為16.8噸，相當(dāng)于一臺重型貨車。僅從運(yùn)力來看，區(qū)區(qū)2噸多重的超跑別說是火星，送到冥王星也綽綽有余。
相比運(yùn)力，該火箭最大的特點(diǎn)還是可重復(fù)使用。此次火箭升空約2分33秒時，兩枚由“二手”獵鷹九號改裝而成的助推器與芯級分離，5分多鐘后并肩降落在陸地回收場。遺憾的是，另一枚擔(dān)任芯一級的獵鷹九號火箭卻沒能成功落在海上回收平臺上。據(jù)了解，其反推發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障，只有一臺點(diǎn)火，最終以每秒134米的速度墜入海里。龐之浩說，這次芯級回收與以往海上回收相比，分離時間較晚，飛行軌道更高，回收難度更大。
以最小代價實(shí)現(xiàn)了運(yùn)載能力大飛躍
在龐之浩看來，“獵鷹重型”火箭只是一件過渡產(chǎn)品，定位也有些尷尬。他表示，該火箭的運(yùn)載能力比大型火箭強(qiáng)許多，但并未達(dá)到真正重型火箭的標(biāo)準(zhǔn)，只能算是準(zhǔn)重型火箭。SpaceX計劃研發(fā)的下一代發(fā)射系統(tǒng)BFR，最大運(yùn)載能力高達(dá)150噸，未來將全面取代它;NASA研發(fā)多年的太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)，計劃2019年首飛，其運(yùn)載能力也高于“獵鷹重型”火箭。如此看來，它顯然風(fēng)光不了多久。
同時龐之浩認(rèn)為，該火箭在技術(shù)上也存在一些風(fēng)險，最關(guān)鍵的是沒有大推力發(fā)動機(jī)。“推力不夠數(shù)量湊”的方法，蘇聯(lián)人曾在N-1火箭上嘗試過。他們將30臺發(fā)動機(jī)捆綁成火箭芯級，狀若蜂窩，但只要其中一臺出現(xiàn)問題，就可能導(dǎo)致全軍覆沒。該型火箭在20世紀(jì)70年代前后進(jìn)行了4次試射，均以失敗告終。“獵鷹重型”火箭主要以3枚獵鷹九號火箭為基礎(chǔ)，相當(dāng)于把27臺發(fā)動機(jī)每9臺一組分為3“捆”，如同把雞蛋裝進(jìn)3個籃子，雖然分?jǐn)偭孙L(fēng)險，但對控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)都有更高要求。“歸根結(jié)底，這還是由于沒有大推力發(fā)動機(jī)而做出的無奈之舉。”龐之浩說。
盡管如此，“獵鷹重型”火箭的首飛成功，仍具有重大意義。龐之浩說，首先，該火箭的運(yùn)載能力可以滿足更多任務(wù)需求，比如組裝空間太陽能電站，組建月球軌道空間站，發(fā)射比較大的火星探測器等。
同時，該火箭用最小的代價，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)載能力的飛躍。雖然有風(fēng)險，但做到了前人沒有做到的事。由于有著N-1火箭徹底失敗的前車之鑒，以及多發(fā)并聯(lián)帶來的一系列問題，航天領(lǐng)域多年來一直將火箭多臺發(fā)動機(jī)并聯(lián)的思路視為禁忌，如今主流火箭最多不過10余臺發(fā)動機(jī)。“獵鷹重型”火箭如果能解決多發(fā)并聯(lián)技術(shù)難題，或?qū)榛鸺O(shè)計開辟新的思路。
龐之浩還表示，雖然“獵鷹重型”火箭只是過渡產(chǎn)品，但能為SpaceX未來的產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗(yàn)。相較SLS，其低成本優(yōu)勢頗為顯著。此外該火箭還有許多創(chuàng)新之處，例如在設(shè)計上采用了40%的結(jié)構(gòu)冗余，遠(yuǎn)高于普通火箭的20%至25%。雖然很多元器件只是工業(yè)級，但是用雙備份甚至三備份的辦法提升了可靠性，這在商業(yè)航天領(lǐng)域也有借鑒價值。(記者 付毅飛 張夢然)
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