獵鷹重型火箭有多厲害（世界第二強的重型獵鷹火箭再次發射）

2023-04-15 11:39:44

美國當地時間周日傍晚，北京時間周一清晨，伴隨著27臺發動機一起點火的怒吼，馬斯克的重型獵鷹火箭再次發射。重型獵鷹火箭的一級以及兩個助推器，發射時候產生2326噸的推力，這讓它穩穩坐在世界火箭起飛推力的第二把交椅上，而這個第一的位置，才在去年12月份被NASA的登月火箭SLS搶走。

獵鷹9號火箭是spaceX的主力火箭，它的一級有9臺梅林火箭發動機。重型獵鷹火箭則簡單粗暴，把三個獵鷹9號火箭的一級並聯在一起，變成了一款重型火箭。1月16日，北京時間6:56分，獵鷹9號火箭在卡納維拉爾角的LC-39A發射臺，進行了重型獵鷹火箭今年的第一次發射。發射任務是USSF-67，一看名字就知道這是美國軍方的保密任務。此次任務基本上跟去年發射的USSF-44任務類似，連使用的兩枚助推器都一樣。

上次，也就是75天之前，B1064 和B1065兩個助推器進行了陸地回收，這一次也是一樣，兩個同樣的助推器在空中分離，轉向卡角，然後飛回到發射臺附近的陸地回收場。在空中對準陸地回收場的圓心後，這兩枚火箭點燃了中心的一臺梅林發動機，進行了落地前的減速，然後打開支撐腿，穩穩的落在地面。重型獵鷹火箭的助推器肩並肩著陸，無疑是航天歷史上最具有科幻性的一幕。科技給了我們無限可能，但是去實現這種可能，從來都不是簡簡單單的事情。目前世界上還沒有其他公司實現火箭的一級回收，說明這種技術看起來簡單，但是並沒有那麼容易玩的轉。

由於火箭是在日落後不久發射的，因此火箭很快就飛到了晨昏線以上，飛到了陽光可以照耀的地方。這樣火箭噴出來的廢氣，就形成了漂亮的「水母雲」。助推器分離後的點火，形成了更加特別的景觀，因此火箭發射也成為了當地居民的一種休閒娛樂。更加特別的，其實還是此次任務的載荷。

助推器著陸後，應軍方要求，spaceX關閉了火箭發射的直播，因為它的直播裡面會實時顯示火箭的高度速度位置等信息，軍方要求保密。不過此次任務的最終軌道是35800公裡地球同步軌道，因此重型獵鷹火箭的一級榨乾了最後一分運力，沒有回收，與二級分離後直接掉入海中。火箭的整流罩計劃‬在‬距離發射地點1496 公裡外的海裡進行回收。

火箭的二級把兩個載荷直接送入同步軌道。此次發射的載荷保密，但是航天網站普遍認為，兩個載荷是CBAS-2 同步軌道數據中繼衛星，還有一個就是LDPE-3A,LDPE（Long Duration Propulsive EELV），也就是長壽命可變軌附屬載荷搭載平臺。它其實就是個太空拖車，據推測，LDPE平臺乾重在430～470kg左右，可加載310kg左右的燃料。它有6個對接口，每個接口承載質量為320kg，總承載載荷質量為1920kg左右。它還可以為載荷供電，最大供電功率1200W左右。LDPE平臺有很強的軌道機動能力，總變軌的速度增量為300m/s左右。它可以攜帶這些載荷在同步軌道活動，進行實驗，還可以通過變軌，把載荷釋放到同步軌道上的不同位置。

此次發射任務的載荷重量未知，但是普遍推斷為3.75噸到4.75噸之間，載荷重量看起來不大，但是這是直送同步軌道的任務，重型獵鷹火箭的一級不回收，就是為了給二級足夠的速度，讓二級用攜帶的有限燃料，把載荷直接送到同步軌道。按照一般的規律，一級分離後，二級會進行第一次點火，把載荷送到300公裡高度的初始停泊軌道。滑行一段時間後，進行第二次點火，抬升軌道的遠地點高度，把載荷送入一個近地點300公裡，遠地點35800的大橢圓軌道，也就是所謂的同步轉移軌道。

一般的同步軌道衛星發射，二級的任務就到此了。二級會與載荷分離。而衛星需要點燃自己的發動機，一步步爬升到35800公裡的同步軌道上去。不過直送同步軌道就不一樣了，進入同步轉移軌道後，二級火箭需要在軌道上滑行將近五個小時，直到飛抵同步轉移軌道的遠地點，也就是距離地球35800公裡的位置。在此期間，二級火箭要穿越地球外部的輻射帶，並保持準確的控制。同時還需要維持二級火箭儲箱的壓力，一方面要防止內部的煤油燃料在太空中凍結，另一方面還要防止內部攜帶的液氧沸騰蒸發。這兩個看似矛盾的要求也是來自太空環境的特殊性。二級火箭在被太陽照射的一面溫度高到讓液氧沸騰，但是背對太陽的一面會低到讓煤油凍結。

到達遠地點之後，二級火箭會進行一次點火，提升軌道的遠地點，也就是所謂的軌道圓化，使得它的軌道距離地面高度都是35800公裡左右。這就是地球同步軌道，在這個軌道上，衛星和其他載荷的軌道周期與地球自轉周期一樣，都是24小時，在地面看來衛星就在天球上的一個固定地點。但是這個軌道資源是有限的。按照國際慣例，每個國家的衛星使用完畢後，都要及時讓出這個軌道資源。二級火箭也不例外。因此把載荷送入同步軌道之後，二級火箭將進行最後一次點火，把它自己送入比同步軌道還高的墓地軌道，從此在那裡完成自己的使命。

因為墓地軌道有大量的報廢同步軌道衛星存在，因此美國軍方也曾經對此很感興趣。2021年發射的LDPE-1，就曾經爬升到比同步軌道高300公裡的墓地軌道。而美國軍方的LDPE-1爬升到這裡，就不知道幹什麼勾當了。要麼是企圖查看‬別‬的‬國家‬的‬報廢‬衛星‬，要麼‬就是‬拿失效衛星測試太空捕獲技術，要麼是藉助大型失效衛星掩護，釋放一些小的載荷，在那邊做一些擴展任務。這簡直就是同步軌道的幽靈。