王善欽
2018年美國東部時間2月6日,美國太空探索技術公司開發的獵鷹重型火箭首飛成功,此后成功回收兩枚助推火箭,并飛向“地球——火星”軌道。獵鷹重型火箭可以將63.8噸物資送到近地軌道。它的成功首飛,使其成為當今世界最強大的火箭。一個私營公司開發的火箭能夠獲得如此重大的成就,自然引起了世界媒體的轟動。
但是,獵鷹重型并不是史上最強火箭,美國開發的土星五號火箭才是。土星五號火箭可以將140噸物資送入近地軌道。史上第二強火箭則是蘇聯的能源號火箭,可以將88噸物資送入近地軌道。
二戰之后,美、蘇進入全面對抗時期。其中,航天實力的競爭又是最核心的。在整個20世紀50年代,美國的航天都落后于蘇聯。蘇聯不僅首先將衛星發射上天,還首先將宇航員送入太空。這兩次落后深深刺激了美國政府和航天部門。1961年,美國政府宣布將進行“阿波羅計劃”,該計劃要在10年內將宇航員送上月球。為實現這個目標,美國將二戰期間為德國設計V2火箭的馮·布勞恩任命為火箭項目總負責人。馮·布勞恩先是完成了“木星”火箭,然后造出了“土星”系列火箭,其中以土星五號最為強大。
土星五號火箭在1973年執行完最后一次任務后,停止生產,生產線被拆除,從此成為神話一般的存在。
在美國宣布要執行登月計劃后,蘇聯也開始啟動登月計劃,為此開發了N1火箭,這款火箭如果發射成功,可以將94噸物資送入近地軌道。但是,因為資金短缺、技術不足,N1火箭連續四次發射都失敗了。因為從未成功發射,在盤點史上最強火箭的時候,N1火箭是不被考慮在內的。
排在土星五號之后的是蘇聯能源號火箭,它是被設計來發射航天飛機、空間站與重型衛星的,可將88噸物資送入近地軌道。1987年,能源號火箭進行第一次發射測試,沒有完全成功。1988年,它第二次發射,獲得成功,將暴風雪號航天飛機送入軌道。這也是它的最后一次發射,然后它就退役了。
在土星五號火箭和能源號火箭先后退役之后,一直到獵鷹重型火箭發射之前,排名第三、第四的分別是美國的德爾塔四號火箭和中國的長征五號火箭,它們可以分別將28噸與25噸物資送入近地軌道。63.8噸的近地軌道運力已經達到了此前史上第三、第四的兩倍以上,獵鷹重型火箭從而登上史上第三、現役第一的寶座。
土星五號退役之后,美國開發航天飛機,其主動力來自航天飛機自身的發動機,整個航天飛機捆綁著巨大的油箱而非火箭,再綁著兩個小的助推火箭。在美國的航天飛機全部退役之后,美國開始重新考慮用大型火箭發射飛船的方案。當前美國正在進行的是“空間發射系統”,這是航天飛機發動機的改進版。“空間發射系統”的直徑是84米,預計高度是98米(載人)與120米(不載人),可以將70噸(載人)或者130噸(不載人)的物資送入近地軌道。
除了美國之外,于2016年11月3日首次成功發射長征五號火箭的中國,作為大型火箭領域的新秀,也正在計劃制造更強大的火箭。相信未來幾十年,重型火箭與超重型火箭將陸續創造新紀錄。
這次獵鷹重型火箭的成功發射刺激了大型、重型火箭的研發。它被安排在肯尼迪航天中心的39號發射臺發射,而這正是當年土星五號火箭鑄造輝煌的發射位。