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北京時(shí)間 25 日 14:30 分，地表運(yùn)力最強(qiáng)的 SpaceX 重型獵鷹火箭在肯尼迪航天中心 LC-39A 發(fā)射臺(tái)再次發(fā)射升空。8分45秒后，兩枚助推火箭在LZ-1 和 LZ-2 著陸區(qū)降落回收。這是重型獵鷹的第三次發(fā)射任務(wù)。

遺憾的是，由于落點(diǎn)偏離，芯級(jí)火箭未能成功著陸海上駁船。至今，重型獵鷹的三次發(fā)射任務(wù)中，只有今年4月12日進(jìn)行的第二次發(fā)射任務(wù)成功回收了芯級(jí)火箭和兩枚助推。

盡管如此，此次發(fā)射任務(wù)還是有很多亮點(diǎn)。

所謂失之東隅，收之桑榆，值得高興的是SpaceX 在此次發(fā)射中首次順利實(shí)現(xiàn)整流罩回收。

整流罩位于火箭頂部，通過轉(zhuǎn)接器與火箭相接，火箭在大氣層飛行過程中整流罩包裹著有效載荷起到保護(hù)作用，火箭飛出大氣層后整流罩上的導(dǎo)爆索或爆炸螺栓起爆，整流罩自頂部一分為二。在之前的發(fā)射中，拋離后的整流罩會(huì)在大氣層中燃燒殆盡

 導(dǎo)爆索和爆炸螺栓的位置和藥量設(shè)計(jì)要求及其精確，稍有不慎就會(huì)傷及載荷。上世紀(jì)末我們?cè)谡髡稚铣赃^虧

 所以整流罩絕不是個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的金屬外殼，火箭在大氣層中飛行也會(huì)突破音速，因而其設(shè)計(jì)既要堅(jiān)固又要輕薄。這個(gè)金屬殼并不便宜（鈦合金材料），SpaceX報(bào)出的獵鷹9整流罩造價(jià)高達(dá)600萬(wàn)美元，是重型獵鷹發(fā)射成本的十分之一左右

SpaceX實(shí)現(xiàn)對(duì)火箭回收之后，一直致力于整流罩回收。每一次獵鷹發(fā)射，都曾試圖進(jìn)行回收，可惜一直未能成功。

 此次發(fā)射采用了升級(jí)后的2.0版整流罩在結(jié)構(gòu)和尺寸上都進(jìn)行了一定的改進(jìn)，改進(jìn)后的整流罩能容納更大載荷同時(shí)滿足回收后多次重復(fù)使用的要求

 很顯然整流罩上沒辦法安裝火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，更沒辦法攜載大量燃料，一來(lái)會(huì)讓整個(gè)火箭變得頭重腳輕，二來(lái)過多的重量會(huì)飆升發(fā)射成本，得不償失。SpaceX技術(shù)人員采用傘降+姿態(tài)控制的方式進(jìn)行回收

技術(shù)人員分別為兩片整流罩安裝上了姿態(tài)控制推進(jìn)器和降落傘，使其在下降過程中可以不斷調(diào)整飛行的方向

 回收后的整流罩由駁船將其抓住，并運(yùn)回

駁船拖行下的整流罩，此次回收標(biāo)志著整流罩回收技術(shù)的可行性，不難想見，未來(lái)SpaceX會(huì)通過多次發(fā)射實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的全面成熟

此次發(fā)射任務(wù)代號(hào)為“STP-2”，該任務(wù)需要將 24 個(gè)衛(wèi)星送上3個(gè)不同的軌道。這些衛(wèi)星是美國(guó)空軍的“太空測(cè)試項(xiàng)目 2”的關(guān)鍵，此外，還將 NASA的“深空原子鐘”送入太空。

原子鐘項(xiàng)目首席研究員、NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的伊爾·舒伯特在新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)，這種迷你原子鐘將安裝在未來(lái)的宇宙飛船或衛(wèi)星上，可“徹底改變我們的航天器在深空的導(dǎo)航方式”。

現(xiàn)在的GPS衛(wèi)星時(shí)鐘需要地球上的指揮中心每天進(jìn)行兩次修正，但新的原子鐘更加可靠，不需要頻繁修正。修正頻率從每天兩次將降為幾周一次，甚至數(shù)月一次。

 現(xiàn)在的衛(wèi)星修正是由地面天線通過雙向中繼系統(tǒng)（two-way relay system）向航天器發(fā)送信號(hào)，然后航天器把信號(hào)發(fā)射回來(lái)。通過測(cè)量信號(hào)的往返時(shí)間，地面原子鐘就能確定航天器的位置。這種導(dǎo)航方法意味著，無(wú)論太空探索任務(wù)在太陽(yáng)系中行進(jìn)至何處，航天器仍然像一只被拴在地球上的風(fēng)箏，等待來(lái)自地球的行進(jìn)指令，才能繼續(xù)前行。

但是有了深空原子鐘，“我們可以過渡到所謂的單向追蹤”。宇宙飛船將用其來(lái)測(cè)量追蹤信號(hào)從地球抵達(dá)飛船所需的時(shí)間，而無(wú)需將信號(hào)發(fā)回地面的原子鐘進(jìn)行測(cè)量，這將使航天器能夠判斷自己的軌道

未來(lái)的航天器將能自我定位、自主導(dǎo)航，可以使宇航員在不需要接收地球指令的情況下，自行穿越太陽(yáng)系，以便更加靈活地開展行動(dòng)，更及時(shí)地對(duì)意外情況作出反應(yīng)

NASA的深空原子鐘對(duì)每一秒計(jì)量的一致程度大約是GPS衛(wèi)星上原子鐘的50倍——也就是每1000萬(wàn)年才會(huì)出現(xiàn)1秒鐘的偏差。

然而這并不是第二個(gè)亮點(diǎn)，梅林1D發(fā)動(dòng)機(jī)才是此次發(fā)射任務(wù)的第二個(gè)亮點(diǎn)。

我們?cè)?a target="_blank">從“梅林”到“猛禽”：“液氧甲烷”+“全流量分級(jí)循環(huán)”，星級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的中級(jí)選擇？（上）中聊到，獵鷹火箭巨大成就的另一面是眾人對(duì)梅林發(fā)動(dòng)機(jī)的詬病，不過梅林也很爭(zhēng)氣，經(jīng)過不斷改造，相繼衍生出了梅林-1B、1C、1C真空版、1D、1D真空版等多個(gè)型號(hào)，儼然成為一個(gè)龐大家族。

 從“梅林1C”到“梅林1D”，在比沖起伏不大的情況下梅林發(fā)動(dòng)機(jī)推力整整翻了一番。借用網(wǎng)上的一句話：“這發(fā)動(dòng)機(jī)改的連他親媽都不認(rèn)識(shí)了，最初的梅林1A至今，除了三圍尺寸，循環(huán)方式?jīng)]有變，一切都堪稱滄海桑田”。

此次發(fā)射，最艱難的任務(wù)落到了“梅林1D”的肩上。二級(jí)分離后，搭載一臺(tái)梅林 1D 發(fā)動(dòng)機(jī)的上面級(jí)將要重復(fù)進(jìn)行 4 次點(diǎn)火?。?！

所謂一寸小，一寸巧。大型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)多次點(diǎn)火由于發(fā)動(dòng)機(jī)工況不同，很容易出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定性，對(duì)于小發(fā)動(dòng)機(jī)而言，這種不穩(wěn)定性幾率大大降低（詳細(xì)原因請(qǐng)關(guān)注系列文章：淺析液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑噴注霧化與燃燒不穩(wěn)定性（上））。

梅林1D通過四次點(diǎn)火，將把有效載荷送達(dá)3個(gè)不同的軌道，這就像校車一樣分別在這 3 個(gè)不同的軌道高度釋放衛(wèi)星，這些操作需要火箭上面級(jí)在6個(gè)小時(shí)內(nèi)精準(zhǔn)完成。

 有效載荷以及轉(zhuǎn)接器。SpaceX已經(jīng)成功玩轉(zhuǎn)一箭多星技術(shù)，重型獵鷹有著巨大的運(yùn)力剩余，而通過一箭多星技術(shù)，SpaceX能夠進(jìn)一步攤平發(fā)射成本。有關(guān)一箭多星技術(shù)我們?cè)?a target="_blank">淺談陸基洲際導(dǎo)彈和多彈頭技術(shù)發(fā)展（上）和淺談陸基洲際導(dǎo)彈和多彈頭技術(shù)發(fā)展（下）已經(jīng)有過介紹，此次發(fā)射SpaceX能夠在3條不同的軌道上部署24顆衛(wèi)星，既考驗(yàn)著火箭軌控技術(shù)，更考驗(yàn)著火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

因此，馬斯克也表示此次發(fā)射是有史以來(lái)最困難的一次。

此次任務(wù)是是美國(guó)空軍首次使用獵鷹重型火箭發(fā)射衛(wèi)星，盡管該衛(wèi)星并非用于國(guó)家安全事務(wù)的高度保密重要衛(wèi)星，但仍受到空軍和SpaceX特別重視。

實(shí)際上，這次發(fā)射有著非同尋常的意義。目前美國(guó)空軍準(zhǔn)備好了2022-2026年總共約25次的發(fā)射訂單，對(duì)于馬斯克而言這可是筆大買賣，美國(guó)空間的候選承包商有ULA美國(guó)發(fā)射聯(lián)盟，SpaceX，藍(lán)色起源以及諾斯羅普格魯曼公司（世界第四大軍火生產(chǎn)商）。美國(guó)空軍將把25次發(fā)射任務(wù)交給其中兩家來(lái)完成，作為美國(guó)最大的火箭發(fā)射商，ULA可謂志在必得，因而SpaceX將面臨與藍(lán)色起源和諾斯羅普格魯曼的激烈競(jìng)爭(zhēng)。

相比之下，ULA和諾斯羅普格魯曼的技術(shù)優(yōu)勢(shì)十分明顯，而SpaceX最有競(jìng)爭(zhēng)力的就是發(fā)射報(bào)價(jià)。不過，ULA目前也在努力尋求降低發(fā)射成本。

SpaceX已經(jīng)表示獵鷹重型火箭將能夠覆蓋美軍提出的9個(gè)軌道的發(fā)射任務(wù)，然而沒有實(shí)實(shí)在在的發(fā)射，美國(guó)空軍才不信。這一次的發(fā)射將有助于證明獵鷹重型火箭的上面級(jí)有足夠的能力到達(dá)更多的軌道。

此外，這次發(fā)射還攜帶了152名死者的骨灰，因而這次發(fā)射任務(wù)也是一次豪華“集體太空葬禮”。

逝者的骨灰將放在唇膏大小的膠囊容器中，放置在通用原子軌道試驗(yàn)臺(tái)衛(wèi)星內(nèi)，與火箭升空。之后，這些骨灰將圍繞地球航行，直到大氣層將他們的骨灰化作流星，燃燒殆盡。

152位逝者中包括一些名人，比如美國(guó)宇航局前宇航員比爾·波格（Bill Pogue）、日本職業(yè)籃球明星Masaru Tomita、太空飛行歷史學(xué)家詹姆斯·巴斯比（James M。 Busby）。這些骨灰預(yù)計(jì)將會(huì)隨著衛(wèi)星在地球軌道上飛行約 25 年，最后將墜入大氣層，像流星一樣被燃盡。

“太空殯葬”是Celestis公司提供的一種非常獨(dú)特的服務(wù)，Celestis公司網(wǎng)站介紹，這種“太空葬禮”的標(biāo)價(jià)為每克骨灰4995美元。如果把骨灰送到月球上，或是永遠(yuǎn)在太空中旅行，價(jià)格則上升為每克骨灰1.25萬(wàn)美元起。

發(fā)射完畢，Celestis公司還將舉辦“追悼會(huì)直播”，紀(jì)念所有被送入太空的逝者。