一文读懂SpaceX

SpaceX(Space Exploration Technologies Corp),由企业家伊隆·马斯克于2002年创办,目标是降低太空运输的成本,并进行火星殖民。

截止2018年3月,SpaceX已经进行了超过100次发射任务,合同收入约120亿美元。其中既有商业合同也有政府合同(来自美国国家航空航天局及美国国防部)。

猎鹰火箭

SpaceX决定发射一枚运载火箭向世界证明自己的实力,“猎鹰1号”(Falcon 1)由此诞生。身为SpaceX最早的试飞火箭,猎鹰1号直径1.7米、高约20米,体积很小。猎鹰1号在结构上是两级火箭,每级装有一台发动机。一级推进器在送第二级和载荷(比如卫星)升空到一定高度后,脱离并落回地球,利用降落伞减速降落到海面,实现重复使用。

作为SpaceX最早研发的火箭,猎鹰1号的主要任务是验证近地轨道运载技术。(近地轨道,是指航天器距离地面高度较低的轨道。近地轨道没有公认的严格定义。一般轨道高度在2000千米以下的近圆形轨道都可以称之为近地轨道。观测卫星、测地卫星、空间站以及一些新的通信卫星系统都采用近地轨道。)

2006年3月24日猎鹰1号第一次试飞,发射25秒后引擎上方失火爆炸。截至2008年8月3日,猎鹰1号一共发射了三次,全部以失败告终。2008年9月28日,距离第三次失败仅一个多月,通过SpaceX员工连续6周不停歇轮班工作,猎鹰1号第四次发射按时进行。这次,猎鹰1号将重达165kg的试验载荷成功送入了近地轨道,运载任务圆满完成。成为首个成功发射运载火箭的私营企业。

在验证过运载火箭发射技术后,SpaceX将目标集中在研发更大运量的中型运载火箭。由此诞生了当前最常被使用,也最多被提及的“猎鹰9号”(Falcon 9)火箭,猎鹰9号高度70米,直径3.7米。

与猎鹰1号相比,猎鹰9号不止是尺寸大两倍多,一级发动机也从1台升级到9台,推力加倍提升,运载能力增加到8000kg以上(猎鹰1号只有670公斤)。

作为一家商业公司,如何实现“经济又实惠”的火箭发射,是SpaceX必须解决的难题。

如果能把猎鹰9号的一级推进器(包括外壳和9台发动机)回收并重复利用,就能大幅降低发射成本。

为此,SpaceX开始了艰难的“垂直着陆”技术验证。

2010年猎鹰9号首次尝试发射,直到2016年4月,猎鹰9号第二十三次发射,它终于实现了一级推进器海上着陆回收。

在猎鹰9号基础上,SpaceX采用三个并联的猎鹰9一级助推器,研制出了猎鹰重型运载火箭(Falcon Heavy)。

2018年,埃隆·马斯克就是用的猎鹰重型运载火箭,把那辆着名的特斯拉Roadster跑车送去了地球轨道。

龙飞船

2006年在与NASA签订太空站货物运送合同时,SpaceX提出了龙飞船(SpaceX Dragon)这个概念。专门用于载人航天任务。

为了保证安全,龙飞船2号最大特点就是采用了新型的发射逃生系统。

设计者为该飞船配置了8台“超级天龙座”发动机,如果发射期间遇到危险,这8台发动机便会立即启动,将龙飞船2号推离运载火箭,将它送到安全地带降落。

龙飞船2号逃逸功能测试成功

除了将宇航员送往空间站,改装后的龙飞船预计还能执行登月任务,用途广泛。

移民火星

为了把火星梦想变成现实,SpaceX正在研发一支巨型火箭——星舰(SpaceX Starship)。星舰的近地轨道运力将不低于100000kg,是猎鹰9运载火箭的十倍。

目前预计它可搭载50人以上,并且这些人都能在飞船内长时间居住。马斯克认为最迟2035年会有数千枚火箭运送100万人类至火星,建立一个自给自足的人类殖民地。

发射合同

SpaceX凭借公司开发的技术赢得了NASA的国际空间站补给任务合同。此外,美军还授权SpaceX进行国家安全太空发射任务。2018年,SpaceX进行了约30次任务,合同总价值超过120亿美元。

SpaceX曾获得来自哈萨克斯坦的合同,为其发射两颗卫星,与其他卫星一同搭载于猎鹰9号火箭。任务于2018年12月3日进行。据哈萨克斯坦国防太空部部长,这项发射将花费130万美元。

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