炸平發射台還是成為現役運載火箭之王，今晚或見分曉！

科技 02-10

似乎一切都來得太突然，讓各位愛好者望穿秋水的SpaceX重型獵鷹火箭終於要迎來首飛了！本期推送主要是首飛前的

基本信息匯總、直播地址和最新更新信息

。

這一幕想必大家已經期待很久了

首先，今天SpaceX官方正式更新了重型獵鷹火箭的首飛的模擬動畫，

相對於16年版本，官方根據首飛的實際情況重新進行了製作

，火箭的回收安排和載荷特斯拉Roadster跑車和車上的Starman假人都進行了逼真的模擬，如果你還沒看過，

我強烈建議你看一下

。

基本發射信息

發射時間：北京時間2月7日

凌晨2：30分發射窗口開始

，持續3小時，直到凌晨5：30分為止

天氣情況：北京時間2月7日發射窗口80%幾率允許發射，若未能發射，則2月8日為70%概率

直播地址：

官方直播地址：

http://www.spacex.com/webcast

（需要翻牆）

國內轉播地址：

http://live.bilibili.com/269007

（無需翻牆）

發射任務徽章

發射台：肯尼迪航天中心LC-39A發射工位

回收：兩枚助推器返回陸地著陸場，芯級著陸回收駁船。

載荷：特斯拉Roadster跑車

目標軌道：地火轉移軌道

火箭構成：

B1033.1：全新芯級

B1023.2：復用的助推器，Thaicom 8任務回收後改造而來。

B1025.2：復用的助推器，CRS-9任務後改造而來。

發射時序和關鍵看點

上圖為關鍵的發射時序，其中關鍵節點都已經標出，第一個是MaxQ，也稱

最大動壓，此時火箭箭體將經受最嚴苛的受力考驗

，如果出現失誤火箭有可能面臨解體。

第二個是助推器分離，發生於火箭起飛後2分33秒時，這是重型獵鷹火箭最難的一個環節之一，也是SpaceX從未嘗試過的一個環節，僅有ULA的重型德爾塔4火箭的分離經驗可供借鑒，但是SpaceX限於經費，助推器側向分離只能進行模擬分析，無力進行試驗，

模擬分析一但有誤，或者冷分離機構故障，導致助推器一頭撞向芯級，後果不堪設想

。

SpaceX在運用模擬迭代這方面頗具心得，全箭模態和助推器側向分離試驗都沒做過，顯然不如長五那般土豪

第三個關鍵看點是

芯級回收

，通常獵鷹9火箭芯級關機時間在2分30秒上下，GTO任務稍高，而重型獵鷹火箭由於芯級要適當節流，則是3分鐘左右才關機，分離高度速度都高於獵鷹9，

因此重型獵鷹的芯級回收將是獵鷹系列運載火箭回收條件最苛刻的一次

，這將極大考驗SpaceX的火箭回收設計，同時也是一大看點之一。

官方最新消息

發射前，馬斯克本人接受了官方採訪，透露了以下最新消息：

火箭二級將進行一次
長達6小時的滑行演示（這對火箭二級的重複點火和推進劑蒸發控制都是極大考驗）
，最後點火進入TMI軌道，藉此向美國空軍演示重型獵鷹火箭直送GEO能力，以備日後迎接軍方的絕密軍星任務。有關直送GEO詳見往期文章：SpaceX低調實施了一項秘密試驗，未來將挑戰ULA壟斷霸權

發射過程中還將穿過著名的
范·艾倫輻射帶
。

馬斯克認為發射
最大的風險在於助推器和芯級之間的相互作用
（relative interactions of the three booster cores），因為火箭不是完全剛性的，可能會存在不可預知的振動。

有鑒於SpaceX下一代完全可重複使用運載火箭系統研發
BFR的進度良好
，重型獵鷹火箭將
取消雙人繞月任務
，兩位神秘土豪遊客可能要再等上好幾年了。

馬斯克認為如果首射成功，其他重型火箭就完蛋了（原文是「Game over」 for all other heavy-lift rockets.），重型獵鷹火箭未來有能力以略高於獵鷹9的發射報價運送近50噸載荷進入軌道。

首射成功的話下一發將在3－4個月發射，
將有實際載荷搭載
；失敗的話可能需要9－12個月。

理論上存在並聯更多助推器可能性，比如4個助推器的「超級重型獵鷹火箭」（Falcon Super Heavy.）。（當然這種話聽聽就行了）

任務的意義和最新要點

首飛箭起飛級的兩枚助推器都是以往發射任務後回收的獵鷹9火箭一級改裝而來，主要是增加了冷分離機構，同時替換了底部的Octaweb承力結構，也就是說這枚所謂的「首飛箭」其實超過一半都是二手的，通常即使是全新製造的新型火箭發射，其風險都是相當大的。而SpaceX試射的是一款
新型的半二手火箭，風險和難度請自行想像
。

上一條證明重型獵鷹火箭的助推器和獵鷹9火箭具有相當程度的通用性。這種模塊化和通用化的思路之前是很多運載火箭曾經想實現但並未徹底實現的，重型獵鷹火箭在這方面有一定的進步。

全箭28台發動機，回收其中27台（火箭二級1台發動機不回收），若以火箭發動機復用為指標，復用率為27/28=96.4%，從這個角度來講，
這和完全復用區別已經不大
。

重型獵鷹一直以來最為人詬病的就是推力不夠數量湊的設計思路，由於冷戰時期N1徹底失敗的反面典型，加之多發並聯會帶來複雜的耦合振動和一定程度的干質比下降等一系列問題，航天界一直都將火箭起飛級多於20台發動機並聯的思路視為忌諱。
如果重型獵鷹成功發射，成功的解決了多發並聯所面臨的各種困難和技術挑戰，對於運載火箭的設計思路將有可能產生一次變革
（
但不得不承認，重型獵鷹火箭的CBC模式和N1的發動機模式並不完全對等，N1模式更接近於研發中的BFR火箭
），尤其是重型運載火箭領域，即由以往的少量大推力發動機並聯（土星五號和能源都是，起飛級單發推力非常大）向多發小推力發動機冗餘並聯轉變。由於以往大推力火箭發動機的研發難度相當之高，尤其是大推力高比沖的起飛級氫氧機（SSME和RD-0120級別，還有我們規劃中的YF-220），而該量級發動機應用範圍相對狹窄，直接提高了重型運載火箭的研發門檻，如果重型獵鷹的思路得到普及，經過合理並聯和冗餘設計，同樣能夠獲得重型運載火箭所需的可觀推力，研發周期、難度和成本都會下降，尤其是對於東亞某大國尚在規劃中的重型火箭。

重型獵鷹多發並聯其實也是為SpaceX未來規劃中的
BFR重型火箭進行技術儲備
，畢竟羅馬不是一天建成的。

首飛載荷是一輛特斯拉Roadster跑車，其車主為SpaceX創始人馬斯克本人，目標軌道為地球-火星轉移軌道，但由於不在地或轉移發射窗口中。

這款首飛載荷從航天技術角度講——毫無意義，但卻是營銷學上的一次極佳範例，
馬斯克利用一款沒有客戶敢用的首飛試驗火箭和一款本應放在庫房裡吃灰的電動跑車，近乎於0成本的同時為旗下兩家公司打了廣告
，沒有一分錢廣告費和公關費，但是已經被無數科技媒體輪番報道！也被無數粉絲和看客津津樂道，縱使有各種爭議和批評，但炒作的目的已經徹底達到了。

如果首飛成功，根據官方63.8噸的理論近地軌道運力，該火箭將成為人類現役最強運載火箭，
運力是目前紀錄保持者重型德爾塔4火箭28.8噸運力的兩倍還要多
。

該火箭在
回收狀態下的近地軌道運力為30噸
（2017年IAC發布會數據），依舊是現役最強火箭，這對目前甚囂塵上的「火箭回收有損運力」是一次有力的回擊，也就是說一款火箭在回收狀態下，依舊能以極低成本發射所有商業火箭所能發射的載荷，那麼為什麼不回收呢？

重型獵鷹火箭的助推器分離和一二級分離均採用了「冷分離」機構，這是相對於火工品（炸藥）熱分離而言。一直以來有一種思路，認為火工品分離機構成本低、結構簡單、工作可靠，所以廣泛應用在包括我國長征系列在內的多種運載火箭上。但是獵鷹系列火箭由於要回收，所以一直採用無損的冷分離模式（冷氮噴射，機械式推桿等），目前獵鷹9已執行近50次發射，從未出現過分離機構失效導致的事故，實際可靠性100%。而重型獵鷹火箭的助推器冷分離機構（側向分離）如果也試驗成功，
對於未來運載火箭分離結構的設計有一定借鑒意義
。