猎鹰9号火箭发射「猎鹰9号最新发射」

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“猎鹰”-9运载火箭发射 资料图

中国网3月15日讯 据《赫芬顿邮报》报道，美国太空探索技术公司（SpaceX公司）于美国东部时间3月1日从卡纳维拉尔角空军基地发射一枚中型“猎鹰”-9（Falcon 9）运载火箭，将全球首批全电推进通信卫星送入轨道。Eutelsat公司首席执行官迈克•罗森在发射前接受采访称，与化学推进相比，电力推进的价值在于所需燃料更少。理论上认为，卫星重量越小，其发射成本越低。SpaceX公司使这种理论成为现实，打破了欧洲阿里安空间公司在小卫星发射市场上的垄断地位。

SpaceX公司助推人类生活“多行星化”的野心

SpaceX公司是由PayPal早期投资人埃隆·马斯克（Elon Musk）2002年6月成立的一家美国太空运输公司。SpaceX主要设计、测试和制造航天运载系统内部部件，如Merlin、Kestrel和Draco火箭发动机。它开发了可部分重复使用的“猎鹰”-1号和“猎鹰”-9号运载火箭，同时开发的Dragon系列航天器由“猎鹰”-9号发射到轨道。2008年，SpaceX获得美国航空航天局（NASA）正式合同。2012年10月，SpaceX龙飞船将货物送到国际空间站，开启私营航天的新时代。作为私营航空公司，SpaceX发射费用低廉已成为公司一大优势，为了进一步降低成本，马斯克考虑将火箭做成可回收的。目前SpaceX已经做了八次试验，可以做到升空1000米后回落原地，但此项技术正式应用仍尚需时日。

2014年9月16日，波音公司和SpaceX公司赢得NASA总值68亿美元的“太空的士”合同，将在未来几年向国际空间站运送航天员，标志NASA开始了重启载人航天飞行的征程。“太空的士”是美国为开启商业航天运输飞行和“廉价”空间探索，而启动的一项商业轨道运输服务计划。该计划向本国的商业企业公开招标，旨在通过竞标方式让本国的私营企业制造出“安全、可靠、经济”的载人太空飞船。未来几年，SpaceX公司旗下的“龙”号飞船和波音公司分头设计的“空间人员运载系统”（CST-100）都将定位于承担国际空间站的人员运送任务，预计将于2017年从肯尼迪航天中心正式实施发射。

上述两份合同将帮助美国宇航局确保该项目走上正轨，从此摆脱对俄罗斯的依赖。波音公司的合同价值42亿美元，成为此次计划的大赢家，也由此确立了其在美国未来载人航天领域的领导地位。按照设计，CST-100投入使用后，将由“阿特拉斯”-5型火箭送入太空，能够一次性向国际空间站及其他目的地运输7名人员，并可携带一定重量的物资。

在接受美国国际广播电台采访时，SpaceX 公司总裁格温·肖特维尔预测该公司将在2100 或2200年主宰太阳系。格温说，在短短的十几年里，SpaceX公司已经可以将人类送上火星，实现了首席执行官伊隆·马斯克使人类生活“多行星化”的野心。但为什么要在这里止步呢？她接着预测，到2100年或2200年，SpaceX公司将成为“太阳系中最受欢迎的空中运输公司。”她还补充说，如果能够“在银河系中运输，那就更好了。”如果她的预言能够实现，NASA的处境就不妙了。

“猎鹰”-9运载火箭为美大运力宇航任务奠定基石

就在NASA取消“星座”计划后，美国总统奥巴马表示，将在未来5年内为NASA再投入60亿美元，用于鼓励使用商业火箭，并将国际空间站的寿命最低延长至2020年，使NASA的任务重心从重返月球中解放出来。而作为这一计划的里程碑成果，2010年6月4日，SpaceX公司用自行研制的“猎鹰”-9运载火箭，将“龙”号载人飞船的模型送到了地球轨道。

“猎鹰”-9火箭为一款两级液体运载火箭，比“猎鹰”-1大不少，从两者的直径看是12英尺对5.5英尺。“猎鹰”-9第一级采用了9台“灰背隼”液氧煤油发动机，第二级采用了1台增强型“灰背隼”发动机。作为一款私人公司研发的运载火箭，“猎鹰”-9有着令人难以置信的运载能力。在卡纳维拉尔角发射场，“猎鹰”-9的近地轨道（LEO）运力为10450千克，同步转移轨道（GTO）运力为4540千克；在纬度较高的夸贾林环礁，“猎鹰”-9的LEO运力为8560千克，GTO运力为4680千克。从SpaceX公司成立到“猎鹰”-9号的发射成功总共不到10年时间，从中可充分看出美国航天的雄厚基础。

在运载能力方面，与“猎鹰”-1 相比，“猎鹰”-9运载能力要强得多，这很大程度上要归功于“煤油－液氧”推进剂较“偏二甲甲肼－四氧化二氮”推进剂的先天优势，“猎鹰”-9和“猎鹰”-1一样都采用两级构型，未来的“猎鹰”-9HLV（重型版）将采用两级半构型。“猎鹰”-9采用了更强劲的上面级（即第二级），有两次启动能力，推力调节范围很大。尽管煤油－液氧推进剂加上燃气发生器循环在排气速度上存在不足，但通过大幅提高喷管的膨胀比，SpaceX用最简单的方法和最低廉的成本获得了可以接受的真空比冲。此外，“猎鹰”-9可采用外径达到5.2米的大型整流罩，加上上面级能够提供足够的加速度，“猎鹰”-9具有很强的载荷适应性。

“猎鹰”-9采用了通用助推器（CBC）概念，通过捆绑两个与芯一级直径相同的模块，“猎鹰”-9重型版可达到30吨级的LEO运力。“猎鹰”-9利用CBC的概念总共只有一种下面级。而且“猎鹰”-1、“猎鹰”-1e、“猎鹰”-9和“猎鹰”-9HLV四种运载火箭构成的整个“猎鹰”系列，只有“灰背隼”1C一种起飞发动机，以及“猎鹰”-1系列使用的“茶隼”（Kestrel）和“猎鹰”-9系列使用的高空版“灰背隼”两种上面级发动机。由于发动机型号数量，这使SpaceX可使用批量生产的方式来降低成本和控制质量。SpaceX在很大程度上借鉴了俄罗斯R-7系列的成功。R-7系列即使发展到现在“联盟”系列火箭，在技术上都不能算非常先进，但通过规模生产成本相当低廉。

SpaceX的野心远不止“猎鹰”-9HLV，在芯一级上安装多达9台主发动机是迅速达到运力指标要求的最简单手段，尽管SpaceX强调多台主发动机并联工作的推力冗余，但毕竟存在安全系数过低的问题，未来的发展方向仍是提高主发动机的单机推力，争取减少芯一级上的主动机安装台数。SpaceX的最终目的是研制出5.2米芯级，但后捆绑上多达6个“猎鹰”-9的CBC模块，并且在上面级上采用“格里芬”的衍生型，LEO运力达到75吨。同时由于芯级直径足够大，可直接采用星座计划为登月研制的“战神”V运载火箭的载荷整流罩。SpaceX希望能够在进入2020年代之前就获得这种“次重量级”运载火箭，以应对探月等需要大运力的宇航任务。

航天领域发展的新热点：全电推进卫星

全电推进卫星是指星箭分离后完全依靠电推进系统变轨进入工作轨道，且入轨后位置保持也采用电推进系统的卫星。在全电推进卫星的发展方面，欧洲紧随美国之后。2012年3月，波音公司在一次商业通信卫星竞标中，首次推出全球首款全电推进卫星平台BSS-702SP，拉开了全电推进卫星研制的序幕。作为一款价格较低、质量较轻的小功率卫星平台，波音公司的新型BSS-702SP地球静止轨道通信卫星平台在BSS-702卫星基础上进行了创新设计。该卫星平台历时两年时间设计，通过采用全电推进，可大幅降低卫星发射质量和提高载荷比。

由于电推进具有比冲高、寿命长、效率高、综合性能好等优势，目前美国、欧洲和俄罗斯等国家和地区的主流静止轨道卫星平台上均采用了电推进系统。这些电推进系统主要设计用于卫星南北位置保持。在波音提出全电推进平台设计之前，它们从未被设计用于卫星入轨，只是在化学推进系统出现故障时，曾被迫应用于轨道转移。全电推进卫星平台将在目前主流卫星平台基础上更进一步，完全依靠电推进系统进行轨道转移和位置保持，这正在成为未来地球静止轨道通信卫星的一个发展方向。

目前，全电推进卫星已成为航天领域新的发展热点。除了波音公司和欧洲航天局外，国外其他一些政府或公司也在积极推动全电推进卫星的发展：劳拉公司和阿斯特留姆公司已启动全电推进卫星研发，洛·马公司和泰雷兹－阿莱尼亚公司等也表示对此技术感兴趣。其中，劳拉公司还在考虑将6个月左右的入轨时间压缩至3-4个月。随着电推进技术的不断成熟，以电推进为主推进系统的航天器会越来越多，但由于电推进本身的入轨时间长等问题，其技术仍需要进一步发展。

当前的地球静止轨道通信卫星变轨一般都使用化学推进系统，轨道转移过程中需消耗大量推进剂。而电推进系统大大高于化学推进系统的比冲，因此，消耗较少的工质就可使卫星获得较大的速度增量。即便考虑到电推进系统增加了电源分系统的质量，总体上还是可以大大减少整星质量，或者在相同发射质量的情况下提高有效载荷质量。通过“一箭双星”发射，在不影响卫星通信能力和性能的前提下，卫星运营商的发射费用可大大减少。

目前采用化学推进的卫星入轨时间只需几周，而电推进系统由于推力小，造成全电推进卫星入轨时间大大延长，最长可能需要6个月。除了商业通信卫星，深空探测领域也一直是电推进技术应用的主要领域。未来该领域还将成为继通信卫星后，最有可能应用全电推进的的领域，包括进行木星、土星、火星、小天体等科学探测任务。除了通信卫星和深空探测任务，全电推进卫星平台还可能应用于部署在高轨的导航卫星和遥感卫星，以及越来越受到关注的有效载荷搭载任务中。（谢武）