SpaceX復飛圓滿成功，英雄歸來再劍指星辰大海！

北京時間2017年1月15日1點55分，SpaceX在范登堡空軍基地成功地用

獵鷹9號火箭以一箭十星的方式，將銥星公司的二代銥星的首批10顆衛星送入LEO近地軌道，並實現了一級火箭海上回收。這是在時隔4個多月之後，SpaceX公司的首次發射。

猶記得去年9月1號的那次爆炸，不僅毀了Facebook的首顆衛星，造成2億美元的重大損失，更關鍵的是那次事故徹底打亂了SpaceX公司的發射計劃，就像這次銥星的發射任務本來就是定於去年九月份執行的。

而且在此之前，這十顆衛星已經由法國Thales Alenia Space公司製造完成，就是因為突發事故導致發射延期。

鑒於上次事故的嚴重性，以及SpaceX公司曾有多次發射失敗的經歷，美國聯邦航空管理局（FAA）在此次發射之前對SpaceX進行了嚴格的審查，包括對上次事故調查報告的複查，及對這次范登堡空軍基地發射場的申請的批覆。

湊巧的是，此次發射許可證是在1月6日，即SpaceX完成獵鷹9號靜態點火實驗後的第二天批下來的，這似乎也預示著接下來發射任務的成功。

但天公不作美，就在所有的系統都已準備就緒時，多雲的天氣使得發射一再推遲，最終定在了今天並成功發射。

除了天氣之外，對於此次復飛最關鍵的就是得到了FAA的批准，而FAA也並非一時頭腦發熱，他們完全是依據SpaceX對於9月份爆炸事故所做出的詳盡的調查報告，由於問題十分複雜，也就導致整個調查耗費了大量的時間，進而也延緩了FAA的審查進程。

事故原因探究

首先，發生爆炸的第二級火箭用的是液氧和液氫作為推進劑，而從之前的報告也能知道，爆炸點在液氧貯藏室附近。

眾所周知，獵鷹9號火箭處在不斷地升級之中，為了達到效率最大化，他們往往會採用一些大膽而瘋狂的設計。就像在這次任務中，SpaceX的工程師們突發奇想的選用了任何人都不曾嘗試過的新型燃料來增強其效率，但這也直接導致了爆炸事故的發生。

獵鷹9號所使用的是一種高密度燃料，其運用的也是最為簡單的熱脹冷縮原理。

在通常情況下火箭的推進劑需要在極短的時間內就全部燃燒掉，所以液氧儲藏方式是將其溫度保持在沸點儲藏，而上次失敗的任務中的獵鷹9號則將液氧的貯藏溫度設置到了冰點附近，這樣一來的好處是燃料的密度可以增加大概10%左右，進而整個火箭的發射效率也會隨之提高很多。

發生爆炸的二級火箭內部圖

但也就是因為這兩種不同的燃料存儲方式，使得整個火箭的發射節奏都會變得完全不一樣。獵鷹9號這種接近冰點的儲藏方式所要求的是火箭必須儘快起飛。因為隨著溫度的上升，燃料的體積會迅速變大，也就會對油箱產生了更大的壓力。

而在通常的儲藏方式下，液氧在沸點下可以儲藏很長一段時間。雖然在沸點溫度下液氧會不斷揮發，但是在火箭發射前一直進行燃料補給就好了。這也是為什麼我們會看到很多火箭發射的時候，連在火箭上的管子最後才與火箭分離。

而為了在火箭噴射時能加大油壓，氦氣則一直是工程師們最喜歡用的氣體。由於氦氣非常穩定，所以用氦氣為燃料加壓就變成了不二之選。而在獵鷹9號裡面，氦氣罐是放在液氧儲箱里的。這樣設置是因為SpaceX希望氦氣罐藉由液氧的超低溫，也可以增加密度，儲藏更多的氦氣。

儲藏氦氣的氣罐一般是用完全不可滲透的材料做成的，通常情況下使用鋁。但是鋁並不能夠存儲壓力如此之大的氦氣，所以在外層會在加一層碳纖維或者其他合成物來幫助內側的鋁存儲高壓的氦氣，這通常被稱為複合材料壓力容器」。（Composite Overwrapped Pressure Vessel，COPV）

標準COPV

那麼問題究竟出在哪裡呢？

問題就是出在了這個接近冰點的液氧和氦氣罐（COPV）外面包裹的混合物了。這個混合物和鋁的性質不太一樣，它是有可滲透性的。而由於氦氣溫度更低，所以接近冰點的液氧滲透到這個混合中就真的凝固了，導致整個混合物的小縫隙中的液氧結冰，變成了固體氧。

緊接著，在往氦氣罐裡面添加氦氣的時候，整個氦氣罐壓力增大，外側的由於結冰無法承受氦氣所帶來的壓力。結果就可想而知了，破裂、摩擦、高壓、液氧，這幾個元素在一起肯定接下來的就是爆炸了。

這些細節的問題使得SpaceX花了這麼長的時間才發現，但是解決這個問題會有困難嗎？這個問題還會在發生嗎？

嗯，不會出問題啦！」

短期來講這個問題不會再存在的。因為SpaceX宣布，短期來講獵鷹9號會使用溫度更高的氦氣罐。這樣一來，雖然氦氣的密度會大幅下降，但是它可以保證外側的混合物不再凝固。長期來講，SpaceX會繼續更改氦氣罐（COPV）的設計，希望將來這種高效的、低溫氦氣和液氧的組合在安全性上也會更高一些。

銥星公司解密

不出意料的是，在完成衛星入軌部署之後，SpaceX還將在第一級火箭分離後嘗試讓它在太平洋上的海上平台上返回著陸，當然這就是後話了。不過，除了介紹完SpaceX之後，我們還有必要了解一下這家力挺」馬斯克的銥星公司，畢竟他們的訂單更像是一種默默的支持。

二十年前，作為摩托羅拉公司下屬的世界上最知名的衛星電話公司，銥星公司曾耗資50億美元向780公里高的地球極軌道發射了66顆銥星衛星，試圖建立起一個全球衛星通訊系統。

因為最初設想的是發射77顆銥星，正好和金屬銥原子的原子數相當，所以該系統被稱作銥星。但實際操作過程中發現在30度夾角的6個軌道面每個軌道面運行11顆衛星，也就是總共66顆衛星就已經足夠了。

銥星電話的設計目標是信號可以覆蓋全球98%以上的地區，也就是說無論在非洲撒哈拉大沙漠還是南北極都可以撥打衛星電話。但想法總是美好的，實際通話中高達每分鐘6美元費用使得用戶望而卻步，到1999年，銥星公司也無奈宣布破產。

在戶外使用銥星衛星電話

後來銥星公司經過整合，確立了新的市場定位和價格戰略，將重點服務對象轉向新聞媒體、科考探險和軍方，最終成功實現了盈利。在市場得到拓展的情況下，之前發射的銥星卻已經逐漸老化失控，所以銥星公司急於發射新研製的下一代銥星衛星星座」，也就是SpaceX此次所執行的任務。

這次發射的第二代銥星」一共有72顆衛星，其中正式運行的是66顆，6顆做備份，另有9顆在地面待命，以備不時之需，一旦有情況就發射升空。

按照計劃，銥星公司的下一代銥星衛星星座」的全部衛星將搭乘獵鷹9號運載火箭，在未來的一年半里經過七次發射全部入軌，用以接替上一代銥星網路，這就需要每次發射獵鷹9號都至少要攜帶9-10顆衛星。

下一代銥星衛星星座

下一代銥星衛星星座」和它的前輩」相比體積更大、功能更強，由於提高了數據傳輸速率，所以它們可以對飛機和船舶進行實時跟蹤。一旦第二代銥星衛星星座」投入運作，它們將可以全天候跟蹤全球所有的航班，這對於合理規劃飛機飛行路線、減少空難的發生有著顯著的作用。

今年的展望

由於SpaceX的商業載人項目已推遲到了2018年，所以在今年看到載人龍飛船」的可能性已經不大。不過，在2017年，關於這家傳奇般的太空探索公司，仍然是有幾件大事是可以值得期待的。

二手火箭」首飛

在9月份的事故發生前，SpaceX的目標是在2016年結束之前發射一枚回收的火箭。該公司的一名高管透露了他們預計在2017年初實現這一目標。

2016年SpaceX的確多次實現一級火箭海上回收，但是如果這些火箭不能被迅速的翻新並重新發射，可重複使用的火箭終歸是一場夢。

不過鑒於太空梭維護的高昂成本使得重複使用顯得有些得不償失。SpaceX就對於被回收的火箭表現的十分謹慎，從未給出翻新獵鷹9號第一級火箭所需要的工作量。

但是，SpaceX已經拿下至少一名接受翻新火箭的客戶，只要成功發射一次就能證明此舉可行。畢竟SpaceX的未來利益以及其殖民火星的計劃全部依賴著對火箭的反覆使用。

發射重型獵鷹火箭

有關SpaceX發射重型獵鷹火箭的消息已經有很多年了，但是直至今日我們也沒有見過重型獵鷹的影子。不過，圍繞著這款大型運載火箭的開發一直都沒有停過。

據報道，SpaceX曾經在德克薩斯州的麥格雷戈（McGregor）進行火箭測驗，而在卡納維拉爾角為重型獵鷹準備的發射設施39A也在加緊施工中。

一名公司高管曾透露，SpaceX計劃將在2017年初至年中進行重型獵鷹的首飛。屆時，擁有3枚獵鷹9號的重型獵鷹火箭將成為世界上威力最強大的運載火箭。其54噸低地軌道運載能力是目前世上最大運載火箭的兩倍。

當然，這一切還仍未成為現實。而SpaceX的不斷拖延也已經開始傷害到他們的業務發展了。在去年12月，國際海事衛星組織(Inmarsat) 就宣布他們將把2017年中的一個大型通信衛星發射任務從SpaceX轉給歐盟的阿麗亞娜-5運載火箭。

所以，重型獵鷹火箭對於SpaceX的發展顯得十分重要。不但可以增加其在發射市場上的競爭力，也可以展示這家私人公司已經開啟了一個新的時代——畢竟之前只有超級大國才玩得起重型火箭。