探索宇宙的腳步，永不停息
北京時間2018年2月7日凌晨4時45分（美國東部時間時間2018年2月6日下午15:45分），由美國太空探索技術公司（spaceX）研製的獵鷹重型（Falcon heavy）火箭從具有傳奇色彩的肯尼迪空間中心LC-39A發射平台成功起飛並完成預定任務，這一見證了阿波羅登月、天空實驗室、太空梭計劃的傳奇平台，又將見證人類航天的新高度——商業航天的又一個輝煌。
這裡大家可能要問了：只不過是一次火箭發射而已，不是第一次也不是最後一次，為什麼會被冠以如此特殊的意義呢？要解釋這個問題，我們先要了解一下獵鷹重型的獨特之處。
01
實力強勁
獵鷹重型是自阿波羅時代土星五號火箭以來，人類設計出來的威力最大的火箭。這裡的威力，指的是它的運載能力。首飛的重型獵鷹火箭高70米，由中間一枚經過改造的獵鷹9號火箭和左右兩枚回收再使用的獵鷹9號火箭捆綁而成。這也意味著此次發射，SpaceX將一次同時點燃27台默林火箭發動機。27台發動機在起飛時將產生總共相當於2260噸的推力，這是太空梭結束時代以來最大的火箭推力。作為結果，重型獵鷹能夠將63.8噸的載荷送往近地軌道，相當於將一架波音737客機送入太空，而且不僅裝滿燃料，還坐滿乘客，裝滿行李。
獵鷹重型的27台默林發動機
27台發動機噴射出的火箭清晰可見
1967-1973年服役的美國土星五號（Saturn 5）是人類歷史上最強大的火箭，它的近地軌道運力高達140噸，見證了人類歷史上輝煌的載人登月。美國歷史上唯一獨立發展的空間站天空實驗室（Skylab），也是由它一次性送入太空。
1987-1988年服役的蘇聯能源號（Energia）是蘇聯火箭的巔峰，它服務於暴風雪號太空梭計劃，近地軌道運力高達100噸，但僅使用了兩次之後便宣布退役。
1981-2011年服役的美國太空梭（Space Shuttle）共計執行了135次任務，它並不是一個真正的「火箭」。由於它包括主發動機在內的有效載荷（68.5噸）集中在飛機/軌道器上，實際近地軌道運力僅有27.5噸。
在1988年能源火箭退役後，人類航天發射運送能力巔峰是德爾塔4重型（Delta-4 Heavy）火箭保持的28.8噸世界紀錄——如今獵鷹重型打破了這個記錄。可以說，獵鷹重型是人類30年來最強運載力火箭。
02
價格低廉
火箭發射的費用通常極為昂貴，而其中一級火箭的製造成本就佔了很大一部分。以前的火箭由於無法對助推火箭進行回收，每次發射都需要重新製造助推器，成本居高不下。而Space-X火箭一級回收技術是它的獨門絕技，自從2015年實現首次成功以來，媒體和大眾早就習以為常。2017年更是實現了14次嘗試（另外4次由於載荷過重主動放棄）全部成功，其中實現了4次「二手火箭」的再次發射。
本次試射成功的獵鷹重型火箭中，左右兩個「捆綁」的助推器其實就是之前成功回收過的火箭一級，中間的為嶄新第一級。
而在這次發射中，兩個助推器成功實現第二次回收，芯級則由於點火劑耗盡，最後減速過程中沒有剎住，在距船100米處墜海爆炸。
兩枚一級火箭幾乎同時安全著陸，完成回收
回收完成的一級火箭經過修理之後，即可再次使用
但即使這樣，獵鷹重型火箭單次發射成本僅1.5億美元，連競爭對手四成都不到。也就是說，與其最接近的競爭對手德爾塔4重型相比，同樣的發射任務，獵鷹重型火箭能省下2.5億美元，還能比它多運足足128%的貨物。倘若回收全部兩枚一級火箭和芯級火箭，其發射的起步價將會更加低廉，僅為9000萬美元，遠低於其競爭對手ULA（波音和洛克希德馬丁的合資企業）和Arianespace。
03
安全可靠
獵鷹9號火箭已經完成了48射46成功，成功率高達95.8%，且多次實現二手發動機重複使用。兩次失敗中，其中一次是在發射之前加註燃料靜態點火測試時在地面爆炸、另一次是由於火箭一二級之間結構問題。考慮到這些因素，獵鷹9號的多發動機同時工作方式可靠性實際上幾乎是100%。
歷代獵鷹火箭
當然，除開以上三點，這次獵鷹重型所運送的貨物也是別具一格。由於這是獵鷹重型第一次試飛，一方面是整個世界航天目前尚無這個量級的載荷，另一方面任何極其昂貴的重型載荷也自然無法面對試射萬一失敗的風險，所以spaceX任性了一把——他們在上面放了輛跑車。
車上的假人用來測試spaceX宇航服的性能
這輛2008年產特斯拉Roadster跑車的所有者是spaceX的創始人，同時也是特斯拉(Tesla)汽車公司的CEO——埃隆·馬斯克（Elon Musk）。這位敢想敢做的老闆這回真是為自家公司打了個大大的廣告——花費不到一億美元，可以同時給Space-X火箭和特斯拉兩個品牌做一個載入史冊的廣告，這個商業想法的高度不亞於這個火箭創造的高度。其實，獵鷹重型火箭之前已經有了下一步的訂單，Space-X也有包括月球旅遊在內的計劃，這個成功的廣告將會是個更大的宣傳。
當然馬斯克不單單只放了輛跑車上去，裡面還有許多的彩蛋。首先車上地這個假人是有名字的，叫Starman。車前儀錶盤上放著一個縮小版的跑車模型，而這個跑車模型上同樣有一個身著宇航服的假人。儀錶盤觸屏上寫著一句熟悉的話：「Don"t panic!」車裡的某處存放著一本《銀河系搭車客指南》，而在跑車的置物箱裡面還放著一條毛巾。另外，在車裡的一塊電路板上，還印著一句話——「made on earth by humans」。
Don"t panic！
也許有一天，這句話會被人類之外的文明所看見
也許它最終將會成為宇宙漫長的時空中人類存在過的一個痕迹
有國外網友甚至按照當年先驅者號上攜帶的鍍金鋁板圖案，惡搞了一個「獵鷹重型版」。如果你有興趣可以去把原版找出來跟這個對比一下，看看有什麼不同。
左上角的三個圓圈代表三組27台梅林發動機，左邊是太陽相對於銀河系中心和14顆脈衝星位置。右邊的一男一女分別是SpaceX的CEO兼CTO Elon Musk和SpaceX的總裁兼COO Gwynne Shotwell，根據汽車和人的比例可以算出人的身高。左下角是太陽系的太陽及八大行星，和發射地地球在太陽系位置。
另外插一句，重型獵鷹火箭名字里的「獵鷹」，英文是Falcon，源於《星球大戰》這部電影。電影里有一艘飛船叫千年隼，Millennium Falcon，是漢?索羅的座駕。SpaceX一系列火箭都以Falcon來命名。
不過看起來獵鷹重型比千年隼要大得多
發射之前自信滿滿的Musk
其實他還是很希望火箭能成功發射的，因為發射場地是找NASA借的，發射架炸壞了修起來很貴（比火箭都貴）
還有這個歡脫的小獵鷹
人類航天目前幾乎都通過一個叫做「霍曼轉移軌道」的方式抵達火星：在離開地球時經過加速進入這個軌道，在抵達火星附近時經過二次加速趕上火星，與火星軌道交叉後再改變速度實現環繞火星，甚至不惜採用火星稀薄大氣「空氣剎車」的方式。
以上三步，強大的獵鷹重型火箭把它送出地球當然是妥妥的（第一步）。實際上獵鷹重型火箭的特徵能量能讓它運送重達3.5噸載荷抵達冥王星，遠遠超過新視野號的0.5噸級別。
但是對於一輛沒有任何變軌、調姿能力的電動車而言，後面兩步就是開玩笑了。
霍曼轉移軌道
另外，由於第三次加速變軌有些太過頭了，實際上現在特斯拉的運行軌跡也不像上圖那樣，而是下圖這樣，環繞軌道的遠地點以及遠離火星軌道，更加靠近小行星帶。
目前特斯拉「飛車」的軌道示意
現在，Starman和它的特斯拉跑車正在飛往小行星帶的路上，不停地自轉。由於它並未攜帶大型通訊天線和長期供能的放射性同位素電機等，這意味著發射後人類將很快跟它失聯，它將消失在茫茫宇宙中，圍繞著太陽，每1.62年公轉一圈。
Starman在電池耗盡前的最後一張照片
身後是他即將永別的地球
2月10日凌晨，美國北卡羅來納大學教堂山分校的天文學家對Starman和特斯拉進行了觀測，發射它的亮度發生著明暗變化。當時，Starman離地球已經超過100萬公里，亮度暗到了17等左右。根據測得的光變曲線，天文學家發現特斯拉正在自轉，周期是4.7589 +/- 0.0060分
Starman將在今年7月第一次穿越火星軌道，不過火星到時候並不在那裡。隨後，他將在11月19日第一次經過遠日點，然後於明年9月1日第一次回到它出發的位置，可惜他的故鄉地球，到時候也不在這裡，而是繞到大半個軌道之外去了。
再繞大半圈後，在2020年10月8日，Starman有機會靠近火星，最近距離只有大約700萬公里。這也是未來10年內，他離這顆紅色行星最近的一次。由於他的軌道傾角與火星軌道並不相同，他撞上火星的可能性幾乎為零。
他會在這條軌道上一圈圈旋轉下去，卻並不經常會回到故鄉。在整個21世紀，只有5次機會，他會靠近到地球周邊3000萬公里以內，分別是2043、2047、2073、2076和2078年，其中2073年距離最近，也仍有61.5萬公里，超過月球距離一半還多。
未來幾百年里，Starman的軌道幾乎不會有什麼變化。不過隨著木星引力對它的擾動慢慢開始累計，他的運行軌道在幾千到上萬年的時間尺度上會出現一些明顯的變化。而到幾百萬甚至上千萬年的時間尺度上，Starman肯定就已經不在那裡了。
他的最終命運，不是墜入太陽化為灰燼，就是木星的引力彈射到太陽系外。希望是後者，這樣才更配得上他帶在車上的那本書——《銀河系搭車客指南》。
「要是一個人能搭車穿越如此寬闊、如此漫長的銀河系，吃過了苦頭，逛過了貧民窟，在可怕的劣勢中做過了鬥爭，成功走到這裡的時候仍舊知道他的毛巾在哪兒，那麼很顯然，這個人值得信賴。」
——《銀河系搭車客指南》
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圖片丨新浪微博
文字丨新浪微博、太空精釀
編輯丨李佳勛
審核丨袁世鈺
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