世界航天新科技檔案（一）各國新型火箭（下-1）

9“大獵鷹”超重型火箭（BFR）

圖片制作：BH.Skywalker供圖：引力創(chuàng)新

人類登陸月球、火星、小行星，已經成為技術研發(fā)的潮流。美國宇航局、美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟、美國藍色起源公司、美國太空探索技術公司（SpaceX）展開了一場登陸月球、火星、小行星的競賽，同時也是一場重型火箭、超重型火箭的競賽，一場科技競賽和太空競賽。

同為私營航天公司，SpaceX與藍色起源對新技術的追求及探索太空的雄心可謂不相上下。2017年9月，SpaceX公司CEO埃隆·馬斯克宣布：正在開發(fā)下一代可重復使用運載火箭和航天器系統(tǒng)——BFR，亦譯為“大獵鷹”。

大獵鷹超重型火箭與各種火箭比較

“大獵鷹”超重型火箭（BFR）

“縮水”的星際運輸夢

多年來，SpaceX公司一直致力于研發(fā)一種超重型火箭。隨著時間的流逝，這種運載火箭的精確設計和命名經歷了多次的變更。

2016年公布的ITS飛船與2017年公布的BFR飛船，外形差異明顯。

2015：“火星殖民地運輸器（MCT）”

最初，SpaceX公司野心勃勃，設想了一個用于殖民火星的龐大運輸系統(tǒng)，稱為“火星殖民地運輸器（Mars Colonial Transporter，MCT）”，但細節(jié)卻很少公開。

2016：“行星際運輸系統(tǒng)（ITS）”

2016年9月，第67屆國際宇航大會上，馬斯克公布了“行星際運輸系統(tǒng)”（Interplanetary Transport System，簡稱ITS）的設計，并提出了“讓人類成為多星球物種”的口號。

ITS是一種2級火箭，包含助推器和星際飛船，其運力相當于超重型火箭。它的助推器高達122米，直徑12米，寬度17米，由42臺猛禽（Raptor）發(fā)動機提供動力，總質量10500噸，低地球軌道運載能力800噸，其中可復用部分300噸，消耗性部分550噸；在太空加油后，到火星的運載能力達到450噸。它幾乎顛覆了現(xiàn)有火箭的設計，兩級構型，完全可重復使用，二級可多次再入大氣層并著陸，支持在軌加注燃料。

2017：“大獵鷹（BFR）”

雖然ITS是一種構想中的世界上最大、最重、運載能力最強的火箭，但火箭專家向馬斯克建議：目前，人類沒有必要發(fā)射這么大的火箭，而且考慮到工程難度，應該退而求其次，研制一種再小一點的版本。2017年9月，馬斯克宣布：新型火箭的名字是——“大獵鷹”超重型火箭（Big Falcon Rocket，簡稱BFR）。

的確，盡早從設計圖到工程實現(xiàn)，比火箭的大小更重要！

“大獵鷹”火箭的直徑設計縮小到9米，“猛禽”發(fā)動機也降低了級別。雖然整體高度減少到106米，但仍是個龐然大物，相當于35層樓的高度；低地球軌道運載能力縮減到150噸。

“大獵鷹”的設計幾乎每年都在變化，根據(jù)2018年SpaceX公司最新公布的方案，其總高度增加為118米（其中，助推器火箭高63米，飛船長55米），低地球軌道運載能力不低于100噸，較2017年的版本再次“縮水”。

2018年公布的BFR發(fā)射系統(tǒng)中飛船的效果圖。

2018：“星船（St ar ship）”

2018年11月，馬斯克宣布將“大獵鷹”火箭（BFR）改名為“星船（Starship）”，其中推進器部分被命名為“超重（Super Heavy）”。

左圖為2017年BFR飛船設計，右圖為2018年BFR飛船設計。明顯可見在外形和發(fā)動機構型上均發(fā)生變化。飛船的后部增加了一個分翼，以加強在不同行星大氣中的姿態(tài)控制能力。

“大獵鷹”超重型火箭（BFR）

馬斯克為人類描繪的星際夢想

載人航天：地球軌道、月亮軌道、星際軌道，以及地球上的飛行任務——洲際客運。

“大獵鷹”的目標

坐著火箭環(huán)球旅行，全球一小時到達！

“大獵鷹”的宣傳口號

移民火星

大獵鷹可以用于將人類和貨物送上火星，并在火星表面生產推進劑用于返回。

馬斯克的夢想：逐漸在火星上建立起城市，將火星改造成為適合人類生存的星球。

未來火星城市想象圖，BFR飛船成為星際客運交通工具

2107年公布的BFR火星運輸計劃示意圖，飛船發(fā)射后在近地軌道經過一次燃料加注后，飛往火星

月球旅行

利用大獵鷹登陸月球，送去更多的人和物品，有助于建立月球基地。

BFR飛船繞月飛行藝術圖，這次繞月飛行計劃于2023年啟動

地球洲際運輸

利用BFR系統(tǒng)最快2.9萬公里/時的速度及反推著陸的能力，可以將地球上大部分長途旅行的時間縮短到半小時內。馬斯克的瘋狂幻想，既讓人目瞪口呆又心潮澎湃！

“猛禽”火箭發(fā)動機

“大獵鷹”火箭使用“猛禽”發(fā)動機。這是一種分級燃燒的火箭發(fā)動機，由低溫液體甲烷和液氧驅動，用于助推器和飛船兩個階段。開始，“猛禽”發(fā)動機設計室壓為25MPa，后期將增加到30MPa?！懊颓荨庇?012年開始研發(fā)，2016年開始測試。

“猛禽”極為關注可靠性。最新的“大獵鷹”飛船擁有7臺“猛禽”發(fā)動機，當飛船發(fā)射到月球、火星及返回地球時，7臺發(fā)動機擔負著保障安全著陸和返回的任務。SpaceX公司曾宣稱，在某些極端情況下，就算“大獵鷹”飛船失去4臺發(fā)動機，也就是7臺發(fā)動機中只要有3臺發(fā)動機工作，也能安全著陸。這樣，“猛禽”被設計成達到與最安全的商用客機相當?shù)闹懣煽啃浴?/p>

2018年3月，第一艘“大獵鷹”飛船開始制造；預計2019年開始第一次測試飛行。SpaceX公司宣布了志向目標：2022年前，“大獵鷹”超重型火箭首發(fā)火星的貨運飛行；2023年，第一次載人飛行，飛向月球；2024年，第一次載人飛向火星，登陸火星。