[科学技术]带着跑车奔火星，“猎鹰重型”挑战技术极限

运载能力:低地球轨道63.8吨，地球同步轨道26.7吨，地面火力转移轨道16.8吨

北京时间2月7日，猎鹰重型运载火箭从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。

新华社发布(由美国航空公司空航天局提供)

本报记者傅报道

7日，来自spacex官网、NBC网站、CBS网站的消息称，猎鹰重型火箭首次成功发射，标志着人类商业探索的重大突破。火箭的两个助推器同时回收，但核心火箭的海上平台回收失败。然而，首次发射的成功仍然使火箭在航天领域赢得了“运载火箭之王”的称号。

北京时间7日凌晨4点45分左右，肯尼迪航天中心历史悠久的卡纳维拉尔角发射场39a发射台升起浓烟和火焰。猎鹰重型火箭发射级的27台“灰背猎鹰1d”发动机点火，火箭呼啸着冲向空.大约8分钟后，火箭的两个助推器在着陆区同时成功回收。然而，当核心火箭按计划接近大西洋无人近海平台并试图着陆时，它发生故障，坠入大海。

开着跑车奔向火星

猎鹰重型火箭，高度近20层，具有在月球或火星上进行载人任务的潜力，可将超大型卫星、太阳帆航天器和宇航员送入太空/0/。如果回收成功，火箭可以重复使用。

火箭很早就进入研发阶段，但发射时间推迟了几次，今年1月底终于完成了静态点火试验。在火箭发射前，spacex创始人埃隆马斯克(elon musk)非常保守地表示，只要发射平台没有被炸毁，修复平台需要将近一年的时间，所以他希望火箭至少能飞离发射塔。

这一次，当火箭升到空时，它还搭载了一辆樱桃红的特斯拉跑车作为负载测试，这成为第一辆进入太空.的跑车根据马斯克的假设，十年前特斯拉生产的第一辆电动跑车“跑车”将围绕火星运行10亿年。

中国航天专家庞志浩告诉《科技日报》记者，跑车可能无法到达火星。“虽然可以达到第二宇宙速度，满足进入地火转移轨道的条件，但毕竟不是火星探测器，途中不可能进行轨道修正。”他说:“它只能飞到哪里，最后在地球和火星之间绕着太阳转。”

猎鹰重型火箭是现役推力最大的运载火箭。其近地轨道运载能力为63.8吨，相当于满载的波音客机；地球同步轨道运载能力为26.7吨，相当于美国m7中型坦克；地面消防转运轨道载重量为16.8吨，相当于一辆重型卡车。单从运输能力来看，送冥王星绰绰有余，火星更不用说了。

与运载能力相比，火箭最大的特点是可以重复使用。当火箭上升到空大约2分33秒时，从“二手”猎鹰9号改装而来的两个助推器与核心级分离，5分多钟后并排降落在土地回收场。不幸的是，另一枚核心级猎鹰9号火箭未能在海上回收平台着陆。据了解，其推力发动机失灵，仅一台发动机点火，最终以每秒134米的速度坠入大海。庞志浩表示，与之前的海上回收相比，这次岩心回收分离时间更晚，飞行轨道更高，回收难度更大。

以最低的成本实现了承载能力的巨大飞跃

在庞志浩看来，“猎鹰重型”火箭只是过渡产品，定位有些尴尬。他说，火箭的运载能力比大型火箭强很多，但不符合真正的重型火箭的标准，只能算是准重型火箭。spacex开发的下一代发射系统bfr最大运载能力为150吨，未来将完全替代；美国宇航局开发多年的“泰空”发射系统(sls)计划于2019年进行首次飞行，其运载能力也高于猎鹰重型火箭。从这个角度来看，显然不会长久。

同时，庞志浩认为，火箭也存在一些技术风险，其中最关键的是没有大推力发动机。苏联曾在n-1火箭上尝试过“推力不足以满足数量”的方法。他们把30个发动机捆绑成一个火箭核心类，看起来像个蜂巢，但如果其中一个出了问题，就可能导致全军覆没。这种类型的火箭在20世纪70年代前后进行了四次测试，都以失败告终。猎鹰重型火箭主要以三枚猎鹰9号火箭为基础，相当于将27个发动机每9个分成3个“捆”。这就像把鸡蛋放在三个篮子里。虽然风险分担，但对控制系统和结构系统的要求更高。“说到底，这还是一个无奈之举，因为没有大推力发动机。”庞志浩说。

尽管如此，猎鹰重型火箭第一次飞行的成功仍然具有重要意义。庞志浩说，首先，火箭的运载能力可以满足更多的任务要求，如组装空太阳能电站，建立空月球轨道站，发射一个相对较大的火星探测器等。

同时，火箭以最小的成本实现了运载能力的飞跃。虽然有风险，但我们做了前人没有做的事。由于吸取了n-1火箭彻底失败的教训，以及多次并联带来的一系列问题，航空航天领域多年来一直把多枚火箭并联的想法视为禁忌，现在主流火箭最多只有10个发动机。如果猎鹰重型火箭能够解决多重并联的技术难题，将为火箭设计开辟新思路。

庞志浩还表示，猎鹰重型火箭虽然只是过渡产品，但可以为spacex未来的产品打下基础，积累经验。与sls相比，其低成本优势明显。此外，火箭还有很多创新，比如在设计上采用了40%的结构冗余度，比普通火箭高了20%到25%。虽然很多元器件只有工业级，但通过双备份甚至三备份提高了可靠性，在商业航天领域有参考价值。

(北京科技日报2月7日)