世界最強運載火箭——重型獵鷹

原標題：世界最強運載火箭——重型獵鷹

今年年初，有這麼一種火箭的發射可以說是獲得了全球的關注，而這種運載火箭，就是重型獵鷹火箭。

發射塔架上的重型獵鷹運載火箭（來源：SpaceX）

重型獵鷹火箭是美國SpaceX公司的最新型運載火箭，而這種運載火箭的最驚人之處，在於其將人類當前的太空運力，一口氣提升到了LEO軌道運力六十噸之多。

事實上，隨著冷戰的落幕，人類曾經擁有的超級運載火箭們——土星五號、能源號紛紛推移。幾年前，美國的太空梭也宣告退役，這代表著人類的運載能力從上百噸又回到了二、三十噸的運載能力。

發射升空的重型獵鷹運載火箭（來源：SpaceX）

這核心原因，其實是需求的問題。冷戰之後，類似於登月這種偉大的超級航天計劃已經不多見了，而當前的運載火箭，主要服務於商業發射、近地航天和太陽系內無人探索。這些任務僅僅是用本世紀的所謂大型火箭就可以完全滿足需求，而且顯得更加經濟。

但是，在21世紀，隨著一系列遠地載人項目的上馬——包括深空之門月球軌道空間站計劃和火星載人探索計劃，人類開始重新需要大運載能力的重型運載火箭了。另一方面，更多的互聯網衛星計劃迫使spaceX開始探求一種新的方案——使用大運載能力火箭一次性投送大量衛星，來降低單顆衛星的發射成本。

重型獵鷹火箭的設計非常有趣，其芯級的一級火箭和兩個助推火箭的構型完全一致，都是使用獵鷹九號火箭的一級火箭改裝而來。

圖為一個獵鷹九號火箭的一級，也就是重型獵鷹火箭一級的三分之一（來源：SpaceX）

這一模式被稱為並聯芯級火箭，獵鷹九號的運載能力高達二十餘噸，三枚並聯更是威力無窮。並聯芯級火箭之前在德爾塔IV型就有體現，其也是三個相同的芯級並聯形成一級。

但是與之不同的是，獵鷹九號本身就有九個梅林火箭發動機，三個並聯更是達到了27個發動機，很多人擔心這會重蹈前蘇聯N1超重型運載火箭的覆轍。

前蘇聯N1超重型運載火箭足足有30台火箭發動機，近地軌道設計運力接近一百噸之多。但是其發射記錄可以說是慘不忍睹——四次發射，四次失敗。

但是，N1火箭的本質相當於30枚火箭一齊構成了一級。而重型獵鷹根據spaceX的官方說法，那就是「三枚獵鷹火箭在同時飛行」，三枚火箭都有自己的獨立控制系統，事實上是降低了系統的複雜程度的。另一方面，N1火箭與現在的重型獵鷹火箭的時代差距足足有五十年之多，計算機和飛控技術的發展使得N1火箭看起來就像是個巨型的史前玩具，要知道N1火箭的主控計算機數十台上百台並聯的情況下，計算力也無法與你現在手中的手機相比。

圖為前蘇聯N1運載火箭，可以看到其底部密密麻麻的發動機噴口（來源：百度圖片）

重型獵鷹火箭發射之後，三個芯級都會全推力啟動來讓重型獵鷹火箭快速升空。在短暫的飛行之後，其中間的芯級就會快速降低推力，而讓左右兩個助推芯級全推力運行。

助推芯級將很快耗盡燃料，然後脫離，開始他們的返航之旅。

沒錯，雖然重型獵鷹重達千噸，但是其畢竟相當於三個獨立的獵鷹九號火箭，也將如同普通獵鷹九號火箭一樣返航回收。兩個脫離的助推器將首先使用格柵舵控制自己的方向落向著陸場，然後開啟主發動機，經過三次點火然後將火箭的速度降低並緩慢的停在陸上著陸場。

圖為同時著陸的兩個重型獵鷹助推器（來源：SpaceX）

另一方面，中央芯級將繼續飛行為載荷提供更高的速度，並隨後與第二級火箭火箭脫離，然後如同發射GTO運載任務的獵鷹九號一樣，著陸在海上的降落平台船上。

不過，首次發射的重型獵鷹核心級的回收失敗了，原因是其返回時速度太高，而燃料不足，沒有成功減速。

實話說，重型獵鷹火箭如此已經算是無比成功的一次發射了，畢竟世界上絕大多數的運載火箭都壓根沒有回收功能。另一方面，幾乎所有人都不看好這種火箭的發射，甚至SpaceX的總裁埃隆馬斯克都說「重型獵鷹沒有爆炸在發射台上我們就可以稱其為成功發射」。而最終的結果，可以說是讓所有人都十分滿意。

重型獵鷹將具有多種用戶，從美國空軍、NASA再到民營通訊或網路衛星運營商。事實上，重型獵鷹在積極的試圖參與美國的火星探索計劃和月球空間站計劃。而美國國家偵察局也有可能使用重型獵鷹火箭投送其大型的間諜衛星。而最核心的是，Starlink計劃將發射數千枚衛星來為全球提供無線網路，而重型獵鷹，是其最為核心的運載工具之一。

總體而言，重型獵鷹作為本世紀重型火箭時代的第一個選手，理所當然的獲得所有人的關注，或許重型獵鷹，將為人類打開新太空時代的大門。

來源： 科普中國-軍事科技前沿

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