北京时间2018年2月7日，在经历多次延期之后，广受瞩目的SpaceX公司“猎鹰重型”火箭从肯尼迪航天中心LC-39A发射台成功发射。

一、任务概况

“猎鹰重型”火箭原定于2月7日2时30分发射，但由于受到发射场高层风影响，发射时间多次推迟，最终于4时45分从LC-39A发射台点火发射。

图1：“猎鹰重型”火箭于4时45分从LC-39A发射台点火发射

主要时间点为：发射后1分12秒，火箭达到最大动压（MAX Q）；2分40秒，两枚助推火箭关机；2分43秒，两枚助推火箭与芯级火箭分离；3分20秒，芯级火箭关机；3分26秒，芯级与二级分离；8分14秒，两枚助推火箭成功实现陆地回收；4分1秒，整流罩部署；8分19秒，芯级火箭海上回收失败。

图2：两枚助推火箭成功实现陆地回收

图3：SpaceX公司“猎鹰重型”火箭发射后传来的实时画面，展示了红色特斯拉跑车和它的人体模型被送到太空后的情况

二、火箭概况

“猎鹰重型”为两级液体火箭，是在“猎鹰”9基础上发展而来的，其中整流罩和火箭二级与“猎鹰”9相同。“猎鹰重型”一级由芯级捆绑两个助推器并联组成，每个都相当于“猎鹰”9的一级。二级具备多次点火能力，可将载荷送入不同目标轨道。“猎鹰”9火箭主要是为了近地轨道和地球同步转移轨道发射任务而设计，“猎鹰重型”运载火箭则可以前往月球或火星。

图4：“猎鹰”9与“猎鹰重型”

性能参数

“猎鹰重型”高70米、宽12.2米，起飞重量1420吨；火箭一级由3枚“猎鹰”9火箭一级捆绑而成，共有27台“隼”发动机；二级由一台“隼”发动机提供动力；总推力超过513万磅；不考虑回收时，近地轨道载荷能力为63.8吨，地球同步转移轨道载荷能力为27.7吨，火星载荷能力16.8吨；若考虑回收，运力损失较大，近地轨道载荷能力可能只有30吨。即便如此，由于目前现役载荷能力最强的“德尔它”4火箭近地能力只有28.8吨，因此“猎鹰重型”已经成为现役最强大火箭。在人类航天史上也仅次于美国登月所使用的“土星”5火箭。

图5：“猎鹰重型”与其他火箭对比

最大特点是可回收与重复使用

“猎鹰重型”火箭可以说是“猎鹰”9火箭的3箭强化版本，因此芯级和两枚助推器都可以进行回收。“猎鹰重型”火箭一共有28台发动机，除二级的1台发动机外，其余27台发动机都可以回收与复用，复用的比例高达96.42%，无疑可以极大降低火箭发射成本。

图6：“猎鹰重型”火箭

三、此次任务的主要难点

“猎鹰重型”首飞的两台侧捆助推器均由从以往发射中回收的“猎鹰”9第一级改装而成。SpaceX公司在这两台助推器上加装了气动鼻锥，并增设了前部和后部安装点，以同新造的芯级连接。芯级做了结构加强，以承受发射的额外应力。

SpaceX公司总裁马斯克在发射前对首飞保持谨慎乐观的态度，曾预测成功率仅为50%。马斯克认为发射最大的风险在于两枚助推器和芯级之间的相互作用，比如火箭跨过1马赫时会否出现无法预料的共振或冲击波冲击。

图7：SpaceX公司总裁马斯克在肯尼迪航天中心

其次，两枚助推器与芯级分离也是“猎鹰重型”首飞的一个难点。这是SpaceX从未尝试过的一个环节。SpaceX只进行过助推器侧向分离的仿真分析，并没有进行过实际的试验。

再次，芯级海上回收面临较大风险。由于“猎鹰重型”芯级在起飞初始要适当节流，等助推器分离后才全速飞行，比“猎鹰”9一级要多飞行约1分钟才与二级分离，因此分离的高度与速度都比较高，芯级回收比较困难。而此次任务，芯级未能成功回收，这也说明回收难度之大。

此外，火箭二级将进行一次长达6小时的滑行演示，最后点火进入地火转移轨道，这对火箭二级的重复点火和推进剂蒸发控制都是极大考验。

“猎鹰重型”首射成功后，预计将在3～6个月内再进行发射，2018年预计将执行两次发射任务，分别进行“阿拉伯”6A通信卫星和美国空军的“空间试验计划”2发射任务。