眾目睽睽下，“獵鷹重型”首飛成功

本報(bào)記者 趙覺珵 劉揚(yáng) 本報(bào)特約記者 張亦馳　任重

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月6日12時(shí)45分，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）旗下的“獵鷹重型”運(yùn)載火箭在“這次發(fā)射到底會(huì)炸在發(fā)射架上，還是會(huì)一舉成功”的猜測(cè)中，從美國肯尼迪航天中心曾發(fā)射過“阿波羅”飛船與航天飛機(jī)等任務(wù)的39A功勛發(fā)射臺(tái)一飛沖天。

“阿波羅”飛船和航天飛機(jī)代表著美國航天最輝煌的一段歷史，那此次成功首飛的全球現(xiàn)役運(yùn)力最強(qiáng)“獵鷹重型”本領(lǐng)到底如何？它這次運(yùn)載的特殊載荷又有著怎樣的考量？中國未來的重型火箭“長征9號(hào)”距離“獵鷹重型”有多遠(yuǎn)？

“獵鷹重型”首飛成功獲點(diǎn)贊

“獵鷹重型”當(dāng)天從肯尼迪航天中心起飛，大約10萬人到現(xiàn)場(chǎng)目睹火箭升空。多家美國媒體都在歡呼“獵鷹重型”的首飛讓美國恢復(fù)了失去多年的一項(xiàng)太空發(fā)射能力。這一號(hào)稱全球現(xiàn)役最強(qiáng)火箭的運(yùn)載能力到底有多強(qiáng)呢？

按SpaceX的原計(jì)劃，“獵鷹重型”火箭的三組助推器會(huì)分別返回3個(gè)不同的著陸點(diǎn)（兩個(gè)陸地、一個(gè)海上）。目前SpaceX官方確認(rèn)，兩臺(tái)一級(jí)外掛助推器已按原計(jì)劃回收，而中間芯級(jí)助推器在降落時(shí)，原本負(fù)責(zé)緩沖的三個(gè)引擎只啟動(dòng)了一個(gè)，結(jié)果導(dǎo)致回收失敗。但這對(duì)于發(fā)射任務(wù)沒有影響。

回收任務(wù)雖然精彩，不過它只是“現(xiàn)役最強(qiáng)運(yùn)載火箭”首飛的一個(gè)配菜，最受矚目的還是火箭本身運(yùn)載能力有多大？SpaceX公司網(wǎng)站的介紹說，“獵鷹重型”起飛重量1427.88噸，起飛推力相當(dāng)于18架波音747的發(fā)動(dòng)機(jī)總推力，近地軌道運(yùn)載能力最大達(dá)到63.8噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力26.7噸，火星軌道運(yùn)載能力16.8噸。為了說明“獵鷹重型”的載荷能力，SpaceX打了一個(gè)比方，說載荷相當(dāng)于裝滿乘客、機(jī)組人員和燃油的波音737客機(jī)。不過，這個(gè)波音737可能只是早期型號(hào)。如今的波音737滿載起飛重量接近80噸了。

首飛成功引發(fā)眾多歐美媒體的集體點(diǎn)贊。英國廣播公司（BBC）稱，研發(fā)出如此強(qiáng)大的火箭，將為SpaceX公司帶來更多新機(jī)會(huì)。比如，美國情報(bào)機(jī)關(guān)及軍方可以應(yīng)用更大的衛(wèi)星：目前可用的衛(wèi)星，均受制于搭載火箭的負(fù)荷能力；可以將體積更大、功能更齊全的機(jī)器人送上火星表面；搭載更大型的望遠(yuǎn)鏡。目前，哈勃望遠(yuǎn)鏡的“接班人”詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，明年升空時(shí)需要多重折疊才能搭載在火箭中。

路透社則在驚嘆太空探索技術(shù)公司的發(fā)展?jié)摿?，稱如果能夠控制成本，私營太空公司將會(huì)在未來幾十年進(jìn)一步發(fā)展，他們可以去小行星采礦，或者獲得授權(quán)探索其他行星。

航天專家龐之浩對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，這次首飛表現(xiàn)得很棒，技術(shù)上也有比較大的突破。首先，人類航天發(fā)射史上同時(shí)點(diǎn)火27臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并發(fā)射成功的案例是非常罕見的。之前蘇聯(lián)N1火箭同時(shí)點(diǎn)火第一級(jí)的30臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，但數(shù)次發(fā)射均告失敗。多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)組合在一起使用，是因?yàn)椤澳芰Σ恍袛?shù)量湊”。其次，這么多發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)點(diǎn)火就要求單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量要好，同時(shí)控制技術(shù)要好。第三，對(duì)分離技術(shù)有很高要求，這么長、這么大的助推器，如果分離技術(shù)不過關(guān)，會(huì)直接影響發(fā)射成敗。既要捆得住，又要分得開。此外，此次發(fā)射還采用了節(jié)流技術(shù)，也就是在發(fā)射過程中，借助節(jié)流技術(shù)，主要使用捆綁的兩個(gè)助推器的燃料，等到分離后再讓芯級(jí)助推器滿負(fù)荷工作，這就對(duì)控制系統(tǒng)提出了很高要求。還有一個(gè)亮點(diǎn)是成本非常低，美國“德爾塔4”火箭的近地軌道運(yùn)載能力遠(yuǎn)不如“獵鷹重型”，但它的發(fā)射價(jià)格在3億美元，而“獵鷹重型”的價(jià)格不到1億美元，回收后助推器還可以再用?！?/p>

中國院士展望“長征9號(hào)”

對(duì)于“獵鷹重型”的發(fā)射，國內(nèi)外媒體均不吝贊美之詞，稱其為“太空奇跡”“改寫了歷史”。不過，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院運(yùn)載火箭系列總設(shè)計(jì)師、國家首次月球探測(cè)工程副總設(shè)計(jì)師、中國工程院院士龍樂豪7日接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者專訪時(shí)表示，“獵鷹重型”的發(fā)射難稱“壯舉”，“獵鷹重型”本身甚至算不上“重型”。

“我認(rèn)為起飛重量2000噸以上、近地軌道有效載荷在100噸以上的火箭才算重型運(yùn)載火箭。因此，‘獵鷹重型不夠格”。龍樂豪告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，歷史上重型運(yùn)載火箭的代表是美國上世紀(jì)六七十年代使用的“土星5號(hào)”運(yùn)載火箭，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)118噸。此外，蘇聯(lián)研制的“能源號(hào)”運(yùn)載火箭也屬于重型火箭。“雖然‘獵鷹重型在現(xiàn)役火箭中是載重量最大的，但還是算不上重型運(yùn)載火箭，更談不上超重型?！?/p>

據(jù)悉，“獵鷹重型”的一級(jí)助推器部分由3個(gè)模塊并聯(lián)組成，其中兩臺(tái)外掛助推器均為回收利用的“二手貨”，這種“二手”火箭再利用被龍樂豪認(rèn)為是“獵鷹重型”最大的技術(shù)亮點(diǎn)。龍樂豪表示，兩個(gè)外掛助推器均為重復(fù)使用，證明這種模式已經(jīng)接近穩(wěn)定?！半m然其中央助推器海上回收失敗，但這條路已經(jīng)走通了，可回收技術(shù)假以時(shí)日肯定會(huì)更加完善。”

“獵鷹重型”另一個(gè)受到關(guān)注的技術(shù)細(xì)節(jié)是其裝備的27臺(tái)“梅林”引擎同時(shí)點(diǎn)火，馬斯克本人都表示，這是一件很有難度的事。“這是沒有辦法的辦法”，龍樂豪告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，“獵鷹重型”起飛重量大，起飛時(shí)需要足夠大的推力。在較難增加單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)推力的情況下，SpaceX公司只能選擇用增加發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量的方式彌補(bǔ)推力的不足。“發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)過多不一定是好事，火箭的可靠性會(huì)受到影響，因?yàn)閺?fù)雜的系統(tǒng)不如簡(jiǎn)單的可靠”，龍樂豪表示，“當(dāng)然，多引擎也可為火箭飛行在一定條件下帶來推力容錯(cuò)度?！?/p>

龍樂豪表示，“獵鷹重型”的最大意義在于推動(dòng)大型運(yùn)載火箭向低成本發(fā)展邁出重要一步，也開辟了運(yùn)載火箭不同于航天飛機(jī)的重復(fù)使用新途徑?！啊C鷹重型更加‘接地氣，兼具可靠性和性價(jià)比，其開辟的這一道路是值得稱贊的。”

事實(shí)上，中國也正在緊鑼密鼓研制重型運(yùn)載火箭“長征九號(hào)”，未來將實(shí)現(xiàn)近地軌道有效載荷140噸，遠(yuǎn)超“獵鷹重型”。龍樂豪告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，“長征9號(hào)”的預(yù)先研究工作、技術(shù)攻關(guān)、方案論證都在進(jìn)行中，也有一些初步進(jìn)展，只待國家正式立項(xiàng)?！耙灾袊F(xiàn)有技術(shù)，立項(xiàng)后10年之內(nèi)研制成功是完全可能的，”龍樂豪表示，“根據(jù)當(dāng)前世界各國的動(dòng)態(tài)看，‘長征9號(hào)如果按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)，到時(shí)有可能是世界上運(yùn)載能力最強(qiáng)的火箭之一”。目前，NASA正在建造的太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）運(yùn)載火箭，Block1型、Block1B型和Block2型的近地軌道有效載荷分別為70噸、105噸和130噸，均低于“長征9號(hào)”

“重型火箭是國家綜合實(shí)力的象征”，龍樂豪表示，未來人類建造空間太陽能電站、深空探測(cè)、太空移民等都離不開重型火箭?！爸匦突鸺敲嫦蛭磥淼目萍?，它決定了未來人類能在太空走多遠(yuǎn)?！薄?/p>