猎鹰重型火箭首飞,重型猎鹰火箭( 四 ) _云知道

SpaceX难成主角， NASA高官解释为何不大量使用重型猎鹰火箭？

2018年2月7日，世界上运载能力最强的重型运载火箭，猎鹰完成了首飞。作为美国重返月球战略的一部分，重型猎鹰火箭无论是出现时间还是其生产价格对于美国来说都是非常有诱惑性的。而相应的，美国航天航空局所设计的太空发射系统则离成功试射遥遥无期，每年大量的投入却换不来成果使得美国总统特朗普也在质疑太空发射系统项目执行的必要性。
目前，重型猎鹰火箭完全可以带着美国的梦想这是飞向月球甚至火星，这使得美国航天航空局骑马难下。其实，对于现在的美国来说，重型猎鹰火箭确实是一个好的选择。一亿美元的低廉造价和优秀的在轨运载能力使得重型猎鹰火箭项目成为了美国目前登月的首发。但是，相对第一批登上月球的土星系列重型运载火箭，重型猎鹰火箭的能力还是相对欠乏。
登月计划只是美国登上火星的一个跳板，假如重型猎鹰火箭只具备向火星外轨道投射卫星能力的话，那么重型猎鹰火箭必然不能成大器。正如航天航空局高官所称，重型猎鹰火箭可以作为太空发射系统的补充品，但绝对不能作为替代品。太空发射系统是美国计划的一款3000吨级的超重型火箭，是现有猎鹰重型火箭运载能力的两倍左右，可以轻松地承担美国在火星登陆并建立有人居住点的计划，理论上有需求的话，太空发射系统还可以对土星和木星亚轨道投射遥感卫星的能力。
为什么美国不再制造土星五号重型火箭，而是去研究新的大推力猎鹰重型火箭？

目前美国SpaceX的目标主要是将航空航天商业化。虽然几十年前美国人确确实实是登上了月球，当时美苏在航天领域的竞争也非常激烈。但是这种竞争更多的是政治任务，其政治意义也远大于实际意义。当时美国开发的土星五号，苏联开发的RD-170等发动机虽然性能确实很牛逼，但是仍然是远远不足以满足航天商业化发展需求的。
土星五号火箭的自重就有3038吨，但是近地轨道的运送能力也只有118吨的水平。土星五号发射1次的成本是5亿美元。这是什么概念？同时期的企业号核动力航空母舰的造价也不过4.5亿美元。也就是说我们把一个118吨的东西送到近地轨道需要花掉一艘满载排水量94000吨的核动力航母的钱。从运载的角度讲，其效率真的非常低。
很明显，这种效率想拿来商业化地发展航天是完全不可能的事情。新时代SpaceX的猎鹰-9在这方面就取得了非常大的进步。猎鹰-9的自重为549吨，近地轨道投送质量为22.8吨。近地轨道的投送质量达到了火箭自重的4.15% ，而土星五号是3.88% 。这方面进步虽然看上去不是很大。但是其单次发射的费用降低到了6200万美元，换算到土星五号当年的币值，单位耗资降低了90%以上。
实际上以猎鹰-9的技术，投送能力还能提高很多，不过这个火箭是能够反复使用的，发射后可回收，所以才能大幅度的降低成本。火箭在发射后会自动落回地面，并且发动机会多次点火控制火箭的下落速度，从1300m/s降低到2m/s ，如果发动机的燃料全部用来发射，那么很明显能够提高的运载量还会更多。总的来看，得益于多年的技术进步， SpaceX的猎鹰-9火箭前景还是非常光明的。