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創造歷史的「獵鷹九號」海上降落——科學史上的今天,4月9日

北京時間2016年4月9日凌晨4時52分,太空探索技術公司SpaceX的「獵鷹九號」火箭順利升空,其一級火箭助推器於分離之後,成功實現了在海面平台的降落。

「獵鷹九號」運載火箭是SpaceX公司設計製造的中型兩級運載火箭,目前已發展出5個版本。現役的「獵鷹九號」Block 5型能夠在不回收第一級助推器的前提下向近地軌道發射重達22.8噸的載荷,或者向地球同步轉移軌道發射8.3噸的載荷。

此次飛行是「獵鷹九號」火箭的第23次飛行,也是名為「龍」的貨運飛船的第10次飛行。作為與NASA的商業合作項目,「龍」飛船在這次飛行任務中為國際空間站運送了3.1噸貨物補給。在發射後9分鐘,「獵鷹九號」的第一級助推器以垂直姿態平穩的降落在一個距離海岸線300公里的長約90米,寬約50米的專用海面平台上,實現了人類首次海上回收火箭的壯舉。這並不是「獵鷹九號」火箭的第一次返回降落,在幾個月前的2015年12月22日,「獵鷹九號」已經成功實現了陸地平台的返回降落。

2017年3月30日,回收的「獵鷹九號」一級火箭被重複使用,在成功發射了一枚通訊衛星後,再次成功著陸於海上平台。截至2020年2月17日,共有38枚「獵鷹九號」火箭在海上平台降落,其中30枚成功,成功率為81%。

「獵鷹九號」第一級運載火箭的造價占整個火箭成本的60%,「重型獵鷹」的三發並聯一級火箭造價更是佔了整枚火箭成本的80%,因此實現一級火箭的回收和重複利用可以大大降低發射成本。據估算,使用一次性運載火箭將1公斤物品送入太空要花費一到兩萬美元。通過優秀的總體設計和充分試驗,「獵鷹九號」火箭的近地軌道發射報價約為6000萬美元,相當於每公斤載荷僅需要4600美元。在這一低成本基礎上,實現了重複使用的「獵鷹九號」第一級火箭還能使成本再降低70%。如能將一級和二級火箭全部回收並重複使用,則能省去98%的成本。

「獵鷹九號」運載火箭在人類航天史上有著極為重要的歷史地位:它是歷史上第一枚可多次重複使用一級助推器的液體燃料運載火箭,推翻了運載火箭只能一次性使用的思維定勢。它也是第一枚完全於21世紀開發和設計的火箭。「獵鷹九號」的低成本、多發並聯、垂直回收、多次使用、快速迭代的設計思路徹底顛覆了傳統的航天思維,影響了商業航天時代火箭的設計,其極為低廉的發射價格也徹底改變了國際商業航天的市場格局。使用「獵鷹九號」的SpaceX公司也是首家承包國家空間發射任務的私人公司,開啟了商業航天的新時代。

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