SpaceX公司 精心打造“獵鷹”系列火箭

　　6月25日，美國太空探索技術(shù)公司（spaceX）宣布，最新研制的“隼1D”（Merlin1D）型發(fā)動(dòng)機(jī)在位于德克薩斯州麥格雷戈的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上成功地完成了一次全任務(wù)持續(xù)工作和多次重新起動(dòng)。測(cè)試結(jié)果表明，該發(fā)動(dòng)機(jī)以654千牛推力，持續(xù)工作了185秒，成為迄今為止世界上最高效的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
　　在不到十年時(shí)間里，名不見經(jīng)傳的太空探索技術(shù)公司精心磨礪出“獵鷹”系列火箭，頓時(shí)名聲鵲起，為外界所熟知。目前，該公司具備了很強(qiáng)的近地軌道和地球同步軌道的發(fā)射能力，在商業(yè)太空發(fā)射市場(chǎng)上異軍突起。按照計(jì)劃，“隼”1D發(fā)動(dòng)機(jī)將首先用于2013年第6次發(fā)射的“獵鷹9”
　　（Falcon 9）火箭上，并將成為“重型獵鷹”（FaIcon Heavy）火箭的標(biāo)準(zhǔn)配置。
　　今年初，美國《航空航天》雜志用“1個(gè)夢(mèng)想家+3型運(yùn)載火箭+1500名員工=？”為標(biāo)題，從多個(gè)方面深入報(bào)道了太空探索技術(shù)公司的首席執(zhí)行官依倫·馬斯克的執(zhí)著追求、“獵鷹”系列火箭的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和研制團(tuán)隊(duì)的基本情況，認(rèn)為該公司正在改變?cè)谢鸺兄坪蜕a(chǎn)的“方程式”。
　　2006年，馬斯克為了降低風(fēng)險(xiǎn)，首先研制了相對(duì)較小的、價(jià)格低廉的“獵鷹1”火箭，僅在第一級(jí)采用了一臺(tái)“隼”發(fā)動(dòng)機(jī)。研制初期，面對(duì)“獵鷹1”火箭不斷出現(xiàn)故障，馬斯克顯示出超群的勇氣，堅(jiān)定地表示將繼續(xù)投資，不會(huì)中止研制工作。在經(jīng)歷了3次失敗后，“獵鷹1”火箭在2008年9月發(fā)射升空，成為抵達(dá)近地軌道的第一種私人制造的液體燃料飛行器。
　　從“獵鷹1”火箭研制和試驗(yàn)中獲得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)為“獵鷹9”火箭的問世鋪平了道路。2010年6月4日，太空探索技術(shù)公司成功地發(fā)射了首枚“獵鷹9”火箭，將“龍”
　　（Dragon）飛船的模型送入軌道。而且，“獵鷹9”火箭還將成為一種可部分重復(fù)使用的火箭系統(tǒng)，突破了以往運(yùn)載火箭“一次性使用”的局限，大大節(jié)省了成本。
　　“獵鷹”系列火箭在設(shè)計(jì)上遵循一個(gè)基本原理：簡(jiǎn)單能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性和低成本。正是基于這樣一種理念，太空探索技術(shù)公司在設(shè)計(jì)之初首先就考慮到通用性。“獵鷹9”火箭的各級(jí)都是采用RP1煤油和液氧，因此只需要一種型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)。兩級(jí)火箭都具有同樣的直徑，都采用同樣的鋁鋰合金制造，不僅減少了模具的數(shù)量，也簡(jiǎn)化了加工工藝，顯著節(jié)省了成本。
　　馬斯克的不懈努力已經(jīng)取得成效。NASA與美國空軍最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，太空探索技術(shù)公司從一張白紙到第一枚“獵鷹9”火箭，只花費(fèi)大約4，4億美元，而按照馬斯克說法，這個(gè)數(shù)字還包括研制“獵鷹1”火箭的大部分費(fèi)用。研究認(rèn)為，NASA如果要完成同樣的事情，以現(xiàn)有的管理結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的承包商模式，所需資金至少在三倍以上。
　　同時(shí)，太空探索技術(shù)公司還積極采用創(chuàng)新技術(shù)。“獵鷹9”火箭采用了9臺(tái)“隼”發(fā)動(dòng)機(jī)，其設(shè)計(jì)靈感來自于“阿波羅”登月艙的主發(fā)動(dòng)機(jī)，但是充分利用了一些更加先進(jìn)的技術(shù)，如針?biāo)ㄊ絿娮⑵鞑粫?huì)產(chǎn)生可能引起燃燒室爆炸的諧波，顯著提升了安全性能，并具有零部件少、易于制造等優(yōu)點(diǎn)。研制人員還對(duì)“隼”發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了一系列改進(jìn)，包括減少部件數(shù)量、增加推力和效率，發(fā)展出“隼1D”火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
　　在此基礎(chǔ)上，該公司還在研制更大推力的“重型獵鷹”火箭，其第1級(jí)由三部分組成，每個(gè)部分均為9臺(tái)“隼1D”發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成的芯級(jí)，在結(jié)構(gòu)上與“獵鷹9”火箭通用，因此具有很高的性價(jià)比。目前，“重型獵鷹”火箭已經(jīng)獲得了用戶的青睞。5月28日，國際衛(wèi)星組織與太空探索技術(shù)公司簽訂了衛(wèi)星發(fā)射合同，成為“重型獵鷹”火箭的第一位用戶。預(yù)計(jì)“重型獵鷹”火箭在2014年能將高達(dá)53噸的有效載荷發(fā)射到低地球軌道上。
　　針對(duì)載人型飛船的需要，太空探索技術(shù)公司創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種稱為“超級(jí)天龍星”（super Draco）液體火箭逃逸發(fā)動(dòng)機(jī)，成對(duì)安裝在“龍”飛船的側(cè)壁內(nèi)，共8臺(tái)，從而使“龍”飛船成為迄今為止最安全的太空飛船。而且，這種發(fā)動(dòng)機(jī)可以根據(jù)需要多次重復(fù)起動(dòng)和精確調(diào)整推力，因此，宇航員能夠控制飛船降落在預(yù)定地點(diǎn)。
　　就市場(chǎng)而言，太空探索技術(shù)公司有可能涉足波音公司與洛克希德·馬丁公司組成的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟（uLA）長(zhǎng)期壟斷的軍用衛(wèi)星發(fā)射領(lǐng)域。美國空軍一直在密切關(guān)注“獵鷹9”火箭的各次發(fā)射任務(wù)，在5月11日公布了為NASA發(fā)射“深空氣候觀測(cè)臺(tái)”的投標(biāo)要求，希望將發(fā)射合同授予一家非ULA服務(wù)商。可見，太空探索技術(shù)公司正在面臨一個(gè)新機(jī)