“SpaceX“獵鷹重型”的首次商業發射取得成功。
美國東海岸時間2018年2月6日,在傳奇的肯尼迪發射中心LC-39A發射場,SpaceX研制的近地軌道運載能力達63.8噸的火箭——“獵鷹重型”成功發射,載著CEO埃隆·馬斯克的特斯拉跑車和探火夢想奔向深空,在人類的深空探測的歷史上留下了濃墨重彩的一筆。
載著“宇航員”的特斯拉駛向深空
一年后,在北京時間2019年4月12日6時35分,獵鷹重型火箭終于順利完成了首次商業發射。本次發射搭載了一顆Arabsat公司的通信衛星,重約6噸,用來給中東和北非地區提供電視、網絡和手機信號服務。
肯尼迪發射中心
能夠取得如此卓越的成績,與SpaceX汲取事故教訓、堅持技術迭代、持續驗證火箭復用的努力密不可分。
完美的初次商業發射
這枚人類現役運載能力最強的火箭順利完成首次商業發射,并且實現了史無前例地首次實現三枚火箭一級全部回收成功,可用“完美”二字來形容!
由于天氣原因,本次的商業發射經過了多次推遲,主要是擔心不穩定的天氣、積雨云以及閃電會影響火箭的正常飛行。在4月5日已進行了成功的靜態點火測試,測試一級火箭的27個發動機。
北京時間4月12日6點35分,“獵鷹重型”在肯尼迪發射中心準時發射升空;發射7分50秒,兩枚輔助火箭助推器在LZ-1和LZ-2著陸區降落回收;10分25秒,中央助推器平穩降落在OfCourseIStillLoveYou(OCISLY)海上駁船上。
獵鷹重型去年首秀時,唯一美中不足的是當時獵鷹重型火箭的中央助推器在回收時,三臺發動機僅有一臺正常啟動,導致其降落時發生偏差,最后以480km/h的速度撞入海中。
在今次的發射中,隨著三枚助推器先后落地,“獵鷹重型”也在首次商業發射中彌補了上一年前的遺憾,在將衛星送上軌道的同時按照計劃實現了火箭一級的回收,實現"完美發射"。
如果一切順利的話,SpaceX今年至少還會再發射一次獵鷹重型火箭。為美國空軍執行的空間測試計劃-2(SpaceTestProgram-2,STP-2)
懷揣深空夢想,重型火箭奔向太空
進入21世紀以來,出于對無人/載人深空探測任務等需求,美俄政府相繼啟動新一輪載人深空探測計劃,重新發展近地軌道運載能力50噸?以上的重型運載火箭。
在此背景下,NASA正在研制近地軌道運載能力達70~130噸的“航天發射系統”重型火箭,已投入約119億美元。SpaceX則一方面受到《美國國家航天政策》中關于“允許商業公司在太空探索中承擔更多的任務”倡議的激勵,一方面在其CEO埃隆?馬斯克移民火星的夢想影響下,于2011年提出其載人深空探索構想,開始研制近地軌道運載能力60噸級的“獵鷹重型”火箭。
但“獵鷹重型”的研制并非一帆風順,受到芯級設計改造的難度增加與“獵鷹”-9兩次爆炸事故等影響,“獵鷹重型”的首飛時間比原計劃的2013年推遲了近7年。終于在2018年2月6日,于在曾經發射過“土星”-5重型火箭和航天飛機的傳奇發射場——肯尼迪發射中心的LC-39A發射場一飛沖天。
2018年2月6日,“獵鷹重型”起飛
現役世界第一的運載能力——“獵鷹重型”
“獵鷹重型”運載火箭是SpaceX基于“獵鷹”-9研制的重型火箭,為捆綁液體助推器的兩級構型,全長70m,起飛重量1421噸,近地軌道運載能力達63.8噸。火箭一級由芯級和兩枚助推器并排捆綁組成,芯級和助推器基本相同,直徑均為3.66m,各裝有9臺推力為844kN的“隼”-1D (Merlin-1D)液氧/煤油發動機。
其動力系統的設計思路與蘇聯在20世紀60年代發展的N-1火箭類似。起飛時,火箭一級共有27臺發動機同時點火以滿足大推力起飛需求,采用先進的設計手段確保了其高可靠性。火箭二級直徑為3.66m,采用一臺推力934kN的真空型“隼”-1D液氧/煤油發動機,具備多次重起能力。
密集的27臺“隼”-1D火箭發動機
“獵鷹重型”的研制投入約5億美元,單次發射價格預計為0.9億~1.25億美元;當火箭芯一級和助推器均實現重復使用時,發射成本有望與“獵鷹”-9持平,發射周期也會縮短至3~6個月。首飛時的助推器均為復用箭體,以降低首飛試驗風險。
該火箭以低成本、大運載能力、高可靠性為目標,地球同步轉移軌道每千克載荷的發射價格最低約為3773美元,僅為“德爾它”-4的七分之一。并且有望彌補“獵鷹”-9在一子級回收狀態下高軌發射運力不足的缺陷,全面覆蓋低、中、高軌各類載荷發射需要,構建完整的低成本重復使用運載火箭發射體系??梢韵胂?,“獵鷹重型”火箭有望在未來的深空探測任務中發揮重要作用。
從“獵鷹”-9到“獵鷹重型”,SpaceX始終踐行著“簡單、可靠、低成本”的設計與發展理念,不僅改變了國際商業航天發射市場的格局,也打破了ULA對美國國家安全載荷發射的壟斷,為美國乃至全球的航天發射領域注入了全新的活力,加劇了發射市場競爭,并促進了航天運載技術的發展。
通過不斷突破重復使用火箭技術,SpaceX探索出的這條低成本火箭發展道路正越發得到認可,已成為全球航天領域發展的主要趨勢。這也為遠期的完全復用航天運載器奠定了技術基礎,以實現載人登陸火星的目標,這也使普通人或有望在本世紀內可以體驗星際之旅。
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原文標題:SpaceX的閃耀——獵鷹重型的首次商業發射
文章出處:【微信號:interavi,微信公眾號:國際航空】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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