花了不到1億美元，馬斯克成功讓特斯拉跑車飛向了火星

當地時間2月6日，美國佛州卡納維拉爾角，在10餘萬現場觀眾的注視下，SpaceX旗下的新型火箭，也是現役運力最強火箭——「重型獵鷹」（Falcon Heavy）火箭首飛成功。

獵鷹重型火箭兩個助推器成功回收

發射後7分58秒，兩枚助推火箭同時返回著陸。而火箭則裝載著特斯拉櫻桃紅Roadster跑車，沖向火星。

SpaceX首席執行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)稱，獵鷹重型火箭的任務目標是把這輛跑車送上火星軌道。

太空艙計劃穿過地球范艾倫(Van Allen)輻射帶，進入霍曼轉移軌道(Hohmann transfer orbit)。這一軌道將幫助太空艙節省燃料，盡量接近火星，遠離太陽。該公司稱，跑車將不會靠近火星，不存在將地球的微生物帶入火星的可能性。

雖然這次發射中，芯級火箭回收失敗，墜入大西洋。但這番結果還是超出了馬斯克的預期，發射前他在社交網路上略帶緊張的調侃：只要別在發射台上炸毀，那就算試飛成功。

而在網友輿論中，馬斯克與SpaceX以及特斯拉三者聯合的這次壯舉，是一次偉大的、創造人類歷史的火箭發射和太空探險。

得益於一級火箭回收技術的應用，Space-X公司的火箭報價遠低於同行。這次獵鷹重型火箭的厲害之處在於，不僅價格低於同類產品，運力還更足。

據知乎用戶@太空精釀 科普，獵鷹重型火箭預計報價僅為1億美元左右，大大低於德爾塔4重型火箭的4.35億美元的發射均價，而獵鷹重型火箭的運力比它足足多出了128%。如果是未來「二手」獵鷹重型火箭的話，這個對比將更加懸殊！

可以想見，獵鷹重型火箭可回收與低價模式，將給行業帶來震撼影響。

對於美國航天業來說，獵鷹重型火箭的成功發射意味著在太空梭退役後，美國人又一次有了將宇航員帶入太空的能力，無需再依賴俄羅斯飛船。而另一方面，作為目前世界上運載能力最強的火箭，獵鷹重型火箭的運載能力是目前最大火箭的兩倍，它的成功發射意味著人類探索太空的一個新開端。

獵鷹重型火箭的創新技術

關於獵鷹重型火箭所運用到的創新技術，主要包括以下幾點：

1、多發動機組合的高可靠性設計技術

「獵鷹重型」運載火箭一子級採用27台Merlin-1D+發動機，是當前世界上發動機數目最多的火箭。在傳統設計理念中，為避免採用多發動機導致複雜的耦合振動、火箭推重比下降、系統可靠性降低等問題，火箭一子級發動機數目通常控制在10台以內。歷史上曾有N-1火箭一子級採用了30台發動機，但其四次發射均以失敗告終。「獵鷹重型」運載火箭一子級大膽採用了挑戰傳統的27台發動機方案，但採用先進的設計手段確保了其高可靠性。

2. 動力冗餘技術

「獵鷹重型」運載火箭所採用的動力冗餘技術是指在其主動段飛行過程中，當1台或多台發動機發生故障，在不影響其餘發動機正常工作的情況下，箭載控制系統對故障發動機實施緊急關機、故障隔離，繼續執行並完成主發射任務的一項技術。該技術極具挑戰性，涉及的主要關鍵技術包括：一是動力系統故障診斷隔離技術；二是彈道在線規劃與重構技術。

3.可重複使用技術

「獵鷹重型」運載火箭一子級各個通用芯級均安裝有柵格舵，可用於輔助箭體再入過程中姿態穩定控制，並提供一定的氣動阻力用於減速。各個通用芯級的著陸裝置為四個支腿，在火箭發射後的上升段及再入過程中收攏於箭體，當火箭一子級減速即將著陸於地面或海上平台之前展開；支腿由液壓裝置執行收攏展開，並具有展開後鎖死的能力；支腿主要由碳纖維及鋁合金蜂窩板構成，輕質且能滿足載重需求；支腿帶有液壓減震器，可進一步減緩垂直著陸帶來的巨大衝擊。

4.發動機節流技術

為保證一子級助推器分離時芯級仍有最多的推進劑，達到延長芯級飛行時間、提升火箭運載能力的目標，「獵鷹重型」運載火箭在設計之初擬採用在一子級助推器與芯級之間通過交叉管路連接實現推進劑共用的推進劑交叉輸送技術。該技術的實現難度較大，目前仍有許多難點問題待解決。

在首飛任務中，「獵鷹重型」運載火箭主要充分利用一、二子級發動機的節流變推力能力，來替代推進劑交叉輸送技術實現其擬達到的目標。該方式與採用推進劑交叉輸送技術相比可減小火箭設計複雜性，降低風險發生概率。

5.其它技術

「獵鷹重型」運載火箭採用了牽制釋放技術，在火箭豎立發射台點火起飛前，通過集成在發射台的牽制釋放系統牽制住火箭，同時讓火箭發動機豎立發射台低工況工作一段時間，對發動機主要敏感參數進行採集和評估分析，快速判斷發動機工作狀態，以提升火箭發射可靠性。

「獵鷹重型」運載火箭採用了新型輕質箭體結構技術，氧箱利用鋁鋰合金殼體橫造技術既能保證安全又可大幅降低結構重量，燃料箱利用箱壁桁條以及環形結構設計增加其承載能力。整流罩、助推頭錐採用的複合材料，確保了質量最輕。該火箭還按照NASA載人發射標準進行了結構安全裕度設計。與其它火箭採用25%的結構安全裕度不同，「獵鷹重型」火箭是按比飛行載荷高出40%的結構安全裕度來設計的。儘管結構安全裕度高於其它火箭，但「獵鷹」重型運載火箭火箭捆綁助推器的重量比高達30，優於史上任何火箭。

除此之外，例如重型獵鷹火箭的助推器分離和一二級分離均採用的無損式「冷分離」模式（主要為冷氮噴射或機械式推桿）也是一大亮點，其相較於更為傳統的爆炸式「熱分離」無疑會更具優勢，目前，SpaceX 所進行的數十次冷分離操作無一失敗，證明足以被其他人借鑒應用。

SpaceX宇航服即將商用

另外特別值得一提的是， 在「重型獵鷹」火箭的發射中，SpaceX還將「Starman」送入太空。這實際上是個穿著SpaceX宇航服的假人。不過，SpaceX這樣做並不僅僅是製造噱頭。

被SpaceX送入太空的特斯拉Roadster跑車和假人「Starman」

SpaceX CEO埃隆·馬斯克（Elon Musk）在隨後的新聞發布會上表示，這個假人身著SpaceX量產的宇航服，而不是功能不足的原型產品或模型。去年，馬斯克就在Instagram上透露，SpaceX的宇航員最終將身著這一宇航服，登上「龍」飛船，進入太空。如果一切順利，那麼最早的載人發射時間將會是今年晚些時候。

這套宇航服是由SpaceX內部設計的，相對於大部分宇航服都要更時尚。然而，這並不容易。馬斯克表示，在設計宇航服時，將時尚和功能結合在一起是個特別的挑戰。

去年8月，馬斯克在Instagram上分享了SpaceX太空服的第一張正式照片，並表示已經通過了雙倍真空壓力測試。

他表示：「我的意思是，這是一場危險的旅行，你希望自己看起來很好。設計一款看起來不錯，但功能不足的宇航服很容易，而同時達到兩方面目標很難。」

這是一套黑白相間的服裝，線條簡潔，頭盔看起來像是來自科幻電影，整體的美感設計很好。

與此同時，這款宇航服也滿足美國宇航局（NASA）設定的一系列標準。因此，Starman的作用是幫助SpaceX測試未來的載人飛行。

馬斯克表示：「毫無疑問這是管用的。你可以穿上它，進入真空室里。」

顯然，馬斯克正在為它的下一個目標「火星殖民計劃」做準備。

火星殖民計劃

早在2016年的時候，馬斯克就做了題目為「把人類變成星際公民」的演講，宣布SpaceX將開發大型火箭和飛船，將人類送往火星，最終實現火星殖民。

馬斯克在會上詳細講述了登陸火星的詳細計劃。在第一階段，火箭以2870萬磅（1.3萬噸）的推力把飛船送入軌道。火箭然後返回地球並安全著陸，回收後的火箭將再次攜帶燃料箱進入軌道。

為了讓軌道上的飛船有足夠燃料飛往火星，火箭可能不得不往返幾趟給飛船「加油」，直到在軌道飛船有足夠的燃料。最佳發射窗口大約每26個月有一次，以保證地球和火星的距離足夠近。

多次添加燃料是降低成本的關鍵所在。馬斯克解釋說，這樣能最大程度地增加飛船的有效載荷。飛船裝載足夠燃料後就將進入火星之旅。

下一階段，飛船將展開發電功率200千瓦的翼狀太陽能電池板。它會在太空以每小時62000英里（約每小時10萬公里）的速度奔向火星，這可能需要半年以上的時間。

當飛船接近火星，並下降到火星大氣層，表面將達到1700℃的溫度。在接近火星表面時，火箭助推器將啟動，令飛船緩緩著陸。

馬斯克指出，每個飛船可攜帶多達100或200名乘客。 如果在火星上建立可以自我維持的文明，可能還需要20到40年的時間。「如果再火星上有能源，你就能獲得水資源，因為火星上存在大量的冰。」他說。

馬斯克甚至暗示把火星地球化的可能性：在火星大氣中釋放大量二氧化碳使氣溫變暖，併產生液態水，使其成為適合人類居住的星球。

四、業內點評

此次 重型獵鷹火箭的成功發射， 再次讓SpaceX和特斯拉的創始人馬斯克（Elon Musk）再次成為萬眾矚目的焦點。2011年4月，還沒有成為「鋼鐵俠」的馬斯克宣告了他「想要造出重型獵鷹火箭」的瘋狂想法。如今7年過去，馬斯克夢想成真。同時，馬斯克也完成了自己此前許下的承諾，那就是把特斯拉的跑車給送到了太空，飛向了火星。

資深軍事科普作家空天松鼠在騰訊新聞「如何看待馬斯克成功將全球最大火箭送上太空？」這一問題下回答道：這次發射絕對是歷史性的一幕，一家私營公司用5億美元（Musk: Total investment is half a billion. Probably more.）研製了這麼大運力的重型火箭，從NASA到CNSA，各個國家官方航天機構的臉都腫了。

重型獵鷹火箭運力大，可以打各種大型載荷，從龍式載人飛船到畢格羅的充氣空間站，還有NASA的深空探測器，比如歐羅巴快車和果汁（Juice），以後外太陽系探測器都可以用重型獵鷹打，便宜又高效。

科普中國專家鄭永春坦言，號稱史上推力最大的獵鷹重型運載火箭，攜帶著馬斯克的另一作品，一輛紅色的特斯拉跑車，離開地球，飛往火星。馬斯克宣稱，這兩跑車將在太空中飛上幾十億年。航天是高投入、高技術、高風險的事業。

幾年前，當馬斯克宣布要自己研製火箭時，大家認為他是在吹牛。幾年前，他宣布要實現火箭回收再利用時，大家認為他是在吹牛。現在他宣布要是有生之年，實現移民火星時，大家還是認為他在吹牛。但是，馬斯克用他那近乎狂妄的夢想、超強的意志、強大的執行力，實現了一個又一個曾經吹下的牛皮。我是馬斯克的強烈擁護者，幾年前，曾經數次撰文，用SpaceX的經驗，為商業航天在中國的發展鼓與呼。鄭永春認為，這個世界的變革，是由像馬斯克、喬布斯等這樣的一些堅定甚至偏激的夢想家和實踐家推動的。發射成功後，所有人都在關注馬斯克這次又成功了。但實際上，獵鷹重型火箭發射後，最昂貴的芯一級火箭回收卻失敗了。芯一級火箭原計劃在佛羅里達州附近的海上浮動平台著陸，結果三台發動機只有一台點火，導致火箭墜入海水中，但已經沒有人關心火箭回收是否成功了。大家只關心他飛往火星的夢想能否實現了。但這個夢想的實現，需要經受更長時間的懷疑、寂寞、等待、失敗，才能得以實現。人類因夢想而偉大。

關於獵鷹重型火箭發射的難度，科普中國表示，在正式發射前，太空探索公司已經做了大量的準備和模擬工作。1月份，獵鷹重型火箭完成靜態點火測試，該試驗原計劃持續12秒，主要驗證火箭的點火時序，振動情況和推力平衡情況。靜態點火（Static Fire）試驗，又稱系留點火試驗，是一種火箭發射前的預先點火試驗。

馬斯克自己此前也曾表示：「這枚巨型火箭很可能會爆炸......」「太空事業很難」，這是火箭科學家們最喜歡說的一句話，馬斯克也有同感。不過好在此次發射成功進行，這是人類太空史上重要的一筆。未來，獵鷹重型也將成為spacex公司火星殖民的很大一部分，他們將在計劃前期向火星發射大量物資。

儘管此次發射只成功回收三個助推器中的兩個，但仍然是一項巨大的成就，這不僅證明了SpaceX在回收助推器方面的進步，同時也為馬斯克的願景——開發可回收宇宙飛船提供了新的概念證明。

自從宣布獵鷹重型火箭後，馬斯克就一直在強調這枚火箭的首次飛行將是一次「高風險飛行」，因為讓這枚火箭升空並讓三個助推器都著陸需要很高難度的協調，堪稱是「空中芭蕾」。

毫無疑問，SpaceX的獵鷹重型火箭發射成功，對於人類探索太空意義重大。據悉，馬斯克希望在獵鷹重型火箭發射成功後，通過它搭載Dragon飛船、實現載人環遊月球軌道並安全返回地球的計劃，時間則是2018年內。看起來，馬斯克的目標很快就會實現了。

編輯：芯智訊-林子    綜合自網路

本文來自芯智訊，創業家系授權發布，略經編輯修改，版權歸作者所有，內容僅代表作者獨立觀點。[ 下載創業家APP，讀懂中國最賺錢的7000種生意 ]

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