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北京時間 25 日 14:30 分，地表運力最強的 SpaceX 重型獵鷹火箭在肯尼迪航天中心 LC-39A 發(fā)射臺再次發(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，由于落點偏離，芯級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日進行的第二次發(fā)射任務(wù)成功回收了芯級火箭和兩枚助推。

盡管如此，此次發(fā)射任務(wù)還是有很多亮點。

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)計要求及其精確，稍有不慎就會傷及載荷。上世紀(jì)末我們曾在整流罩上吃過虧

 所以整流罩絕不是個簡簡單單的金屬外殼，火箭在大氣層中飛行也會突破音速，因而其設(shè)計既要堅固又要輕薄。這個金屬殼并不便宜（鈦合金材料），SpaceX報出的獵鷹9整流罩造價高達600萬美元，是重型獵鷹發(fā)射成本的十分之一左右

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

 此次發(fā)射采用了升級后的2.0版整流罩在結(jié)構(gòu)和尺寸上都進行了一定的改進，改進后的整流罩能容納更大載荷同時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)動機，更沒辦法攜載大量燃料，一來會讓整個火箭變得頭重腳輕，二來過多的重量會飆升發(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SpaceX會通過多次發(fā)射實現(xiàn)該技術(shù)的全面成熟

此次發(fā)射任務(wù)代號為“STP-2”，該任務(wù)需要將 24 個衛(wèi)星送上3個不同的軌道。這些衛(wèi)星是美國空軍的“太空測試項目 2”的關(guān)鍵，此外，還將 NASA的“深空原子鐘”送入太空。

原子鐘項目首席研究員、NASA噴氣推進實驗室的伊爾·舒伯特在新聞發(fā)布會上說，這種迷你原子鐘將安裝在未來的宇宙飛船或衛(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)星時鐘需要地球上的指揮中心每天進行兩次修正，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，然后航天器把信號發(fā)射回來。通過測量信號的往返時間，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，無論太空探索任務(wù)在太陽系中行進至何處，航天器仍然像一只被拴在地球上的風(fēng)箏，等待來自地球的行進指令，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”。宇宙飛船將用其來測量追蹤信號從地球抵達飛船所需的時間，而無需將信號發(fā)回地面的原子鐘進行測量，這將使航天器能夠判斷自己的軌道

未來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，自行穿越太陽系，以便更加靈活地開展行動，更及時地對意外情況作出反應(yīng)

NASA的深空原子鐘對每一秒計量的一致程度大約是GPS衛(wèi)星上原子鐘的50倍——也就是每1000萬年才會出現(xiàn)1秒鐘的偏差。

然而這并不是第二個亮點，梅林1D發(fā)動機才是此次發(fā)射任務(wù)的第二個亮點。

我們在從“梅林”到“猛禽”：“液氧甲烷”+“全流量分級循環(huán)”，星級火箭發(fā)動機的中級選擇？（上）中聊到，獵鷹火箭巨大成就的另一面是眾人對梅林發(fā)動機的詬病，不過梅林也很爭氣，經(jīng)過不斷改造，相繼衍生出了梅林-1B、1C、1C真空版、1D、1D真空版等多個型號，儼然成為一個龐大家族。

 從“梅林1C”到“梅林1D”，在比沖起伏不大的情況下梅林發(fā)動機推力整整翻了一番。借用網(wǎng)上的一句話：“這發(fā)動機改的連他親媽都不認(rèn)識了，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。二級分離后，搭載一臺梅林 1D 發(fā)動機的上面級將要重復(fù)進行 4 次點火！?。?/span>

所謂一寸小，一寸巧。大型火箭發(fā)動機多次點火由于發(fā)動機工況不同，很容易出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定性，對于小發(fā)動機而言，這種不穩(wěn)定性幾率大大降低（詳細(xì)原因請關(guān)注系列文章：淺析液體火箭發(fā)動機推進劑噴注霧化與燃燒不穩(wěn)定性（上））。

梅林1D通過四次點火，將把有效載荷送達3個不同的軌道，這就像校車一樣分別在這 3 個不同的軌道高度釋放衛(wèi)星，這些操作需要火箭上面級在6個小時內(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力剩余，而通過一箭多星技術(shù)，SpaceX能夠進一步攤平發(fā)射成本。有關(guān)一箭多星技術(shù)我們在淺談陸基洲際導(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，既考驗著火箭軌控技術(shù)，更考驗著火箭發(fā)動機

因此，馬斯克也表示此次發(fā)射是有史以來最困難的一次。

此次任務(wù)是是美國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。

實際上，這次發(fā)射有著非同尋常的意義。目前美國空軍準(zhǔn)備好了2022-2026年總共約25次的發(fā)射訂單，對于馬斯克而言這可是筆大買賣，美國空間的候選承包商有ULA美國發(fā)射聯(lián)盟，SpaceX，藍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）。美國空軍將把25次發(fā)射任務(wù)交給其中兩家來完成，作為美國最大的火箭發(fā)射商，ULA可謂志在必得，因而SpaceX將面臨與藍色起源和諾斯羅普格魯曼的激烈競爭。

相比之下，ULA和諾斯羅普格魯曼的技術(shù)優(yōu)勢十分明顯，而SpaceX最有競爭力的就是發(fā)射報價。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個軌道的發(fā)射任務(wù)，然而沒有實實在在的發(fā)射，美國空軍才不信。這一次的發(fā)射將有助于證明獵鷹重型火箭的上面級有足夠的能力到達更多的軌道。

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臺衛(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)計將會隨著衛(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特的服務(wù)，Celestis公司網(wǎng)站介紹，這種“太空葬禮”的標(biāo)價為每克骨灰4995美元。如果把骨灰送到月球上，或是永遠在太空中旅行，價格則上升為每克骨灰1.25萬美元起。

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