2019年猎鹰重型火箭首飞成功，创造多项新纪录，展望太空发射经济实惠

××工程5（2019）822新闻亮点世界米奇·莱斯利高级技术作家伴随着震撼数公里外观察者的轰鸣声，猎鹰重型火箭于2019年4月11日晚从美国国家航空航天局（NASA）位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心升空。几分钟后，火箭不久之后，第三个中心核心降落在海岸外的一艘船上。4月的发射是猎鹰重型火箭的第一次实际任务，目前是世界上最强大的火箭。该火箭由总部位于加利福尼亚州霍桑的SpaceX公司建造，该公司由亿万富翁企业家埃隆马斯克创立，将一颗6000公斤重的通信卫星送入轨道[3]。这次飞行还展示了猎鹰重型的另一个卖点--它的一些部件是可回收的。“我们从来没有见过有人试图着陆和重复使用所有三个核心，”位于美国佐治亚州亚特兰大附近的太空咨询公司Astralytical的负责人Laura Forczyk说。“这是目前存在的最有能力的火箭，”她说。它相对较低的成本可以使更多的公司，国家和政府机构的太空发射经济实惠。结合SpaceX猎鹰9号火箭的三个助推器这些核心，以及产生另一个9.34 105 N推力的第二级，使火箭能够携带约64 000 kg进入低地球轨道，是其最接近的竞争对手Delta IV Heavy的两倍多，来自联合发射联盟，可以举起28 000 kg[4]。然而，猎鹰重型无法与有史以来最强大的火箭土星五号的升力能力相匹配，土星五号在20世纪60年代和70年代将宇航员运送到月球。现在已经退役的土星五号可以将118000公斤的有效载荷推进到低地球轨道。迄今为止，猎鹰重型火箭的三次发射都展示了新的能力。它于2018年2月6日进行了首次飞行，仅携带一辆樱桃红色的特斯拉跑车作为有效载荷（特斯拉是马斯克的另一家2019年4月的任务证实，火箭可以将卫星送入太空，并回收了所有三个核心。第三次发射于2019年6月25日（图）。 2）是第一个重复使用侧面助推器从一个危险的飞行。此外，当一个在飞行过程中保护货物的整流罩滚向海洋时，一艘配备了巨大网的船设法抓住了它，这应该可以让这个价值600万美元的组件在以后的飞行中再次使用[6]。在此Fig. 1.猎鹰重型火箭的两侧助推器在火箭发射后不久降落在佛罗里达州。图片来源：SpaceX（公共领域）。图2.猎鹰重型火箭于2019年6月25日从佛罗里达州梅里特岛的美国宇航局肯尼迪航天中心升空图片来源：SpaceX（公共领域）。猎鹰重型发射24颗卫星进入三个不同的轨道，这比它在前两次任务中执行的操作要复杂得多。尽管猎鹰重型运载火箭在这些任务中运送了货物，但事实证明，取回火箭的所有可重复使用的部件具有挑战性。在其中两次飞行中，中央核心助推器未能降落在回收船上，整流罩落入海中https://doi.org/10.1016/j.eng.2019.08.0102095-8099/©2019 THE CONDITOR.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。目录可在ScienceDirect工程杂志主页：www.elsevier.com/locate/engM. Leslie /工程5（2019）822-823823而不是落入本应抓住它们的网中尽管中央核心在第二次任务中确实落在了回收船上，但它在返回港口时从船上掉了下去并沉没了[8]。然而，可重用性是有代价的，Alton Romig，Jr.说，华盛顿特区美国国家工程院执行官，洛克希德·马丁航空公司高级开发计划（俗称臭鼬工厂®）前副总裁兼总经理。可重复使用性降低了火箭的升力，因为助推器节省一些燃料返回地球‘‘A trade-off decision尽管如此，Forczyk说，“可重用性是开创性的，它应该降低整体发射成本。”SpaceX目前每次发射的标价为9000万美元，吸引了美国国家海洋和大气管理局（NOAA）、美国宇航局（NASA）、美国空军和阿拉伯卫星通信组织（Arabsat）等客户参与其2019年的两次任务。目前计划至少再发射四次，尽管下一次可能不会超过一年[9]。罗米格说，SpaceX等公司在火箭发射中所占的份额越来越大，这是一个积极的发展，因为这将有助于降低成本。他说，从长远来看，利用私营公司将有效载荷送入低地球轨道尽管马斯克最初提议使用猎鹰重型运载宇航员绕月飞行，但火箭是否会为太空任务做出贡献，而不仅仅是将货物送入轨道，仍然不确定。Forczyk说，它目前没有机组人员的装备，因此无法将宇航员运送到国际空间站或美国宇航局计划进入月球轨道的门户但她说，随着德尔塔四号火箭接近退役，其他潜在的挑战者仍在开发中最早，总部位于美国华盛顿州肯特郡的航天器公司蓝色起源（BlueOrigin）将于2021年发射其New Glenn火箭，该公司由亚马逊创始人杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）创立。而中国的长征9号火箭，其有效载荷将是猎鹰重型的两倍多，预计在10年内不会开始飞行。Forczyk说，最大的竞争威胁可能来自SpaceX本身，该公司正在开发一种更大的，两级原型，超重型火箭和星际飞船，这可能使猎鹰重型过时[12]。引用[1] 奥伯豪斯D SpaceX登陆世界上最强大的火箭的所有3个助推器。纽约：连线; 2019年4月11日[引用于2019年7月28日]。可从：https://www.wired.com/story/spacex-lands-all-3-boosters-of-the-worlds-most-powerful-rocket/获得。[2] 哈伍德·WSpaceX猎鹰重型火箭进入太空[互联网]。纽约：CBS新闻; 2019年4月11日[引用2019年7月28日]。 网址：https：//www. cbsnews.com/news/spacex-falcon-heavy-rocket-launch-arabsat-satellite-今天-2019-04-11/.[3] 汤普森A. SpaceX猎鹰重型棒三重火箭着陆与第一次商业发射[互联网]。纽约：未来 美 国 公 司 ; 2019 年 4 月 11 日 [ 引 用 于 2019 年 7 月 28 日 ] 。 可 查 阅 ：https://www.space.com/spacex-falcon-heavy-triple-rocket-landing-success.html。[4] 豪厄尔·E德尔塔4重型：强大的运载火箭[互联网]。纽约：未来美国公司; 2018年4月20日[引用日期：2019年7月28日]。网址：https：//www. space.com/40360-delta-iv-heavy.html。[5] 科伦·M Elon Musk的巨型火箭首次成功发射。华盛顿特区：大西洋; 2018年2月6日[引用2019年7月28日]。可查阅：https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/02/spacex-falcon-heavy-launch-watch/552407/。[6] O'Callaghan J. SpaceX刚刚用一张巨大的网接住了一块从天上掉下来的巨大火箭。泽西城 ： 福 布 斯 ; 2019 年 6 月 25 日 [ 引 用 于 2019 年 7 月 28 日 ] 。 可 从 以 下 网 址 获 得 ：https://www.forbes.com/sites/jonathanocallaghan/2019/06/25/spacex-just-used-a-giant-net-to-catch-a-massive-piece-of-rocket-falling-from-天空[7] 塔兰特湾SpaceX在“最困难的发射”后将24颗卫星送入轨道。伦敦：路透社; 2019年6月25日[引用于2019 年7月28日]。可从https://www.reuters.com/article/us-space-exploration-spacex/spacex-launches-falcon-heavy-rocket-with-24-satellites-idUSKCN 1 TQ 0 JS获得。[8] 瑞恩·J SpaceX猎鹰重型核心火箭在运输中倾倒后丢失。旧金山：CNET; 2019年4月15 日[引用 于2019 年7月28 日 ]。 网址 ：https ：www.cnet.com/news/spacex-falcon-heavy-core-rocket-lost-after-toppling-into-the-ocean/。[9] 克拉克·S除非有意外，SpaceX卡纳维拉尔角：Spaceflight Now; 2019年6月30日[引用于2019年7月28日]。可从以下网站获得：https://spaceflightnow.com/2019/06/30/barring-a-SpaceX-Next-Falcon-Heavy-flight-is-planned-in-late-2020/。[10] 沃尔M蓝色起源视频展示了巨大的新格伦火箭的更新设计纽约：未来美国公司 ;2019 年 1 月 22 日 [ 引 用 于 2019 年 7 月 28 日 ] 。 可 查 阅 ：https://www.space.com/43065-blue-origin-new-glenn-rocket-design-video.html。[11] 水上湾中国正在研制一种与土星五号一样强大的新型重型火箭。纽约：大众力学;2018年3月20日[引用2019年7月28日]。可从：https://www.popularmechanics.com/space/rockets/a19447545/china-working-on-a-new-heavy-lift-rocket-as-powerful-as-saturn-v/获得。[12] 增永SpaceX的Falcon Heavy将其第一颗卫星发射到快速变化的市场。洛杉矶：洛杉 矶 时 报 ; 2019 年 4 月 10 日 [ 引 用 于 2019 年 7 月 28 日 ] 。 可 查 阅 ：https://www.latimes.com/business/la-fi-falcon-heavy-commercial-mission-arabsat-20190410-story.html。