SpaceX獵鷹重型火箭首飛：帶著特斯拉跑車去太空

SpaceX的獵鷹重型火箭（Falcon Heavy），在美國(guó)東部時(shí)間2月6日下午3:45，北京時(shí)間2月7日4:45成功發(fā)射，這是載人航天史上的一個(gè)新里程碑。剛剛昨天，被股市分析師稱為最大科技泡沫的比特幣暴跌拖累了全球股市，而SpaceX的獵鷹重型火箭的成功發(fā)射，一掃了科技圈頭上的陰霾。

連我也得跨界為大家匯總一下這支火箭的消息，就大概能知道它的意義有多大了。此次科普將從獵鷹重型火箭的“背景資料和參數(shù)、火箭上的有趣設(shè)定、其對(duì)人類航空業(yè)的影響”這3個(gè)方面進(jìn)行，希望能幫助大家了解這次發(fā)射和它的影響。

背景與經(jīng)過

SpaceX由伊隆·馬斯克（Elon Musk）于2002成立，可部分重復(fù)使用的獵鷹1號(hào)和獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭，于2008年和2010年首飛成功，并在2012年開始為國(guó)際空間站運(yùn)送補(bǔ)給物資。而獵鷹9號(hào)現(xiàn)在標(biāo)志性的火箭回收，經(jīng)過了多次失敗后，終于在2015年12月22日首次成功回收。但在2016年，獵鷹9號(hào)三度發(fā)射失敗，經(jīng)過馬斯克“整頓”，SpaceX步入正軌。

在2016年4月，終于成功完成了人類首次海上火箭回收，并在2017年多次發(fā)射商用衛(wèi)星。當(dāng)中，在上一年10月，獵鷹9號(hào)以“一箭十星”的形式，送了10顆銥星衛(wèi)星上太空（沒錯(cuò)，就是當(dāng)年差點(diǎn)拖垮摩托羅拉那個(gè)銥星）。

這次的獵鷹重型火箭計(jì)劃，最早在2011年首次宣布，當(dāng)初的目標(biāo)是在2013或2014年發(fā)射。延遲4年后，獵鷹重型火箭首次試射就成功上天了。從宣布計(jì)劃到今天發(fā)射，SpaceX已經(jīng)為獵鷹重型火箭花了7年時(shí)間。

獵鷹重型火箭高70米，寬12.2米，總重1420.8噸，起飛推力500萬(wàn)磅，相當(dāng)于18架747飛機(jī)推力綜合。它是SpaceX現(xiàn)在最大的運(yùn)載火箭，也是在役運(yùn)力最強(qiáng)的火箭，在它之上的只有阿波羅計(jì)劃中的土星5號(hào)運(yùn)載火箭（其余的都是些還沒開始量產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手）。獵鷹重型火箭可以把63.8噸的載荷送上勁敵軌道，或者是把18噸的載荷送上火星，它甚至有能力把3.5頓載荷扔上冥王星軌道（之前被拋出九大行星的那顆）。

獵鷹重型的一級(jí)火箭，由3枚獵鷹9號(hào)“捆綁”而成，一共有27個(gè)梅林引擎（每枚“獵鷹9號(hào)”有9個(gè)引擎），當(dāng)中有兩枚還是在2016年執(zhí)行過發(fā)射任務(wù)。這次的發(fā)射中，3枚一級(jí)火箭中，只有芯級(jí)火箭（指在中間的主推進(jìn)器）沒有成功回收，另外2枚都成功在陸地回收了。

芯級(jí)火箭（中間的主推進(jìn)器）上，9臺(tái)引擎中了本來(lái)預(yù)設(shè)要重新點(diǎn)燃的3臺(tái)引擎，有2臺(tái)都沒能啟動(dòng)，導(dǎo)致火箭以450公里/小時(shí)的速度墜落大西洋了。但即便如此，SpaceX已經(jīng)完成了總共23支火箭的回收了。

這次發(fā)射的目標(biāo)是到達(dá)火星軌道，火箭會(huì)將在地球軌道停留6小時(shí)，然后重新點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)飛往地球和火星之間的軌道。而從地球到火星的旅程，平均需要162天。地球和火星的上一次的最近距離在2003年，相距5600萬(wàn)千米（地月距離38萬(wàn)千米，相差近150倍），而當(dāng)?shù)厍蚝突鹦嵌继幱谶h(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，兩者距離更是高達(dá)2.25億千米。

馬斯克預(yù)計(jì)這次的測(cè)試載荷（特斯拉午夜櫻桃紅Roadster跑車），最終會(huì)非常接近火星，并在軌道上漂流上億年，它甚至有可能會(huì)落到火星上（當(dāng)然，可能性非常小）。因?yàn)槟繕?biāo)是不是火星地面，而且就算誤入火星大氣層也會(huì)被燒毀，所以過程中沒有地球微生物污染火星的風(fēng)險(xiǎn)。

SpaceX計(jì)劃2018年上半年發(fā)射一顆大型沙特阿拉伯通信衛(wèi)星（名為 Arabsat 6A），并在上半年為美國(guó)空軍發(fā)射一個(gè)測(cè)試有效載荷，以通過國(guó)家安全任務(wù)的火箭認(rèn)證。再往后，獵鷹重型火箭將為 Inmarsat 和 Viasat 再發(fā)射兩顆通信衛(wèi)星。

充滿人文氣息與致敬的小細(xì)節(jié)

這次的故事中，有幾個(gè)有趣且充滿人（zhuang）文（bi）氣息的點(diǎn)：

獵鷹重型火箭的發(fā)射場(chǎng)是美國(guó)佛羅里達(dá)肯尼迪航天中心，這也是1969年把人類帶上月球的阿波羅11號(hào)的發(fā)射地點(diǎn)。

馬斯克本身對(duì)發(fā)射本身沒有很大的期待，這畢竟是該火箭首飛。馬斯克也多次表示火箭可能會(huì)爆炸，只要不炸飛發(fā)射臺(tái)就認(rèn)為算是取得成功了。

看圖片就大概能腦補(bǔ)到獵鷹重型火箭的載荷倉(cāng)有多大了

一般用來(lái)做測(cè)試載荷的，都是混凝土塊，而馬斯克則把他自己的另外一家公司——特斯拉的午夜櫻桃紅Roadster跑車。

這臺(tái)特斯拉是人類第一臺(tái)上太空的汽車，如果計(jì)劃順利，它還會(huì)陸續(xù)創(chuàng)下“首臺(tái)跑到火星軌道的汽車”、“運(yùn)動(dòng)速度最快的汽車”等記錄。

特斯拉的顯示器上寫著“Don‘t Panic”（不要驚慌），這同時(shí)也是《銀河系漫游指南》封面上的一句話。車上播放的是大衛(wèi)·鮑伊（David Bowie）的《Space Oddity》（太空怪談）。

特斯拉的乘客是一個(gè)名為“Starman”的太空假人，《Starman》同樣是大衛(wèi)·鮑伊的名曲，1972年發(fā)行（聽到旋律的時(shí)候，估計(jì)大家都會(huì)想起這首歌）。另外，因?yàn)樘諞]有空氣，坐在車上的太空假人其實(shí)是聽不到車上播放的歌的。而太空假人身穿的太空服，是如假包換的太空服，SpaceX用了整整3年時(shí)間設(shè)計(jì)。

特斯拉上還放著由Arch Mission基金會(huì)打造的激光光學(xué)石英儲(chǔ)存設(shè)備，它能耐受嚴(yán)酷的太空條件，里面裝著的是艾薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）科幻小說(shuō)的《基地》三部曲（一群人看到銀河系即將進(jìn)入黑暗的戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代，然后集中科學(xué)家在新行星上建立“生存基地”的故事）。和它一起的，還有塊刻著SpaceX公司6000名員工名字的銘牌。

用來(lái)海上回收芯級(jí)火箭的，還是那艘名為“Of Course I Still Love You”（中文譯名“當(dāng)然，我還愛著你”，之前有多支火箭回收失敗，這艘船被自家的火箭炸了很多次）的無(wú)人駕駛船。它和另外一艘姐妹船“Just Read the Instructions”（他喵，快讀說(shuō)明書）的名字，都源自Iain M. Banks的Culture系列小說(shuō)。

而獵鷹（Falcon）系列火箭，他們的名字源自《星球大戰(zhàn)》中的千隼號(hào)（Millennium Falcon）。

太空時(shí)代再臨，各國(guó)航天局要抓緊了

雖然人類在近50年前就登上了月球，但在前蘇聯(lián)解體、航天飛機(jī)退役之后，人類的太空任務(wù)范圍就被限制在400公里的近地軌道上，這是國(guó)際空間站的軌道高度，它甚至還得人工補(bǔ)充推進(jìn)劑來(lái)維持自己的軌道高度。

SpaceX火箭的最大特色，是可回收和低成本。其能把同級(jí)別火箭的發(fā)射成本降低好幾倍，而且發(fā)射周期更短，已經(jīng)對(duì)世界各國(guó)的航天局形成了巨大的重大威脅。獵鷹重型火箭的發(fā)射成本“僅有”9千萬(wàn)美元，只有此前的國(guó)際商業(yè)發(fā)射的1/4

民營(yíng)航空中，波音與洛克希德·馬丁公司聯(lián)合創(chuàng)立的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的瓦肯火箭，亞馬遜創(chuàng)始人貝佐斯的藍(lán)源公司新格倫巨型火箭都是它的對(duì)手。甚至NASA的“新型太空發(fā)射系統(tǒng)”火箭，盯準(zhǔn)的對(duì)手也是SpaceX。

2017年12月，美國(guó)總統(tǒng)特朗普提出了重返月球的計(jì)劃。NASA預(yù)測(cè)新的登月計(jì)劃將費(fèi)用會(huì)高達(dá)1040億美元。而NASA正在研制的SLS航天飛機(jī)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射成本高達(dá)9-10億美元，且要2022年才能送人上月球。這么一比，獵鷹重型火箭的9千萬(wàn)發(fā)射成本，簡(jiǎn)直就像“不要錢”一樣。

最后，附上人類部分探測(cè)器飛到火星的耗時(shí)表：

水手4號(hào)：第一艘飛經(jīng)火星的宇宙飛船（1964年飛經(jīng)）：228天

水手6號(hào)：（1969年飛經(jīng)）：115天

水手7號(hào)：（1969年飛經(jīng)）：128天

水手9號(hào)：第一艘環(huán)繞火星的宇宙飛船（1971年）：168天

維京1號(hào)：第一艘著陸火星的美國(guó)飛船（1975年）：304天

維京2號(hào)軌道器/著陸器（1975年）：333天

火星全球探勘者號(hào)（1996年）：308天

火星探路者號(hào)（1996年）：212天

火星奧德賽號(hào)（2001年）：200天

火星快遞軌道衛(wèi)星（2003年）：201天

火星偵察軌道器（2005年）：210天

火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（2011年）：254天