向星辰大海出发

文｜马 迪

“我们的征途是星辰大海。”多少年来，人们一直用各种方式探索着未知的宇宙。

美国东部时间2020年5月30日下午3点22分（北京时间31日凌晨3:22），在千万人的瞩目下，美国太空探索技术公司（SpaceX）从肯尼迪航天中心的LC-39A发射工位，成功用猎鹰九号火箭发射载人龙飞船，将两名美国宇航员送往国际空间站，被各大媒体称为“历史性时刻”。这次发射究竟有什么特别之处？

要想摆脱地球引力、把人送入太空，是一个无比浩大的工程，无论哪国都要举全国之力，投入巨资、耗费数年方能完成，同时它也是一个国家综合国力的象征。历史上首次载人航天任务是1961年4月12日苏联发射的东方1号，苏联航天员尤里·加加林在环绕地球轨道一周后安全返回地球。同年5月5日，美国航天员谢泼德乘坐“自由7号”宇宙飞船，在太空停留了15分钟，成为人类历史上第二个太空人。

美俄两国“割据”太空的时代持续了几十年，直到2003年，神舟五号宇航员杨利伟成功环绕地球14圈，使中国终于成为第三个成功进行载人航天的国家。至今，欧洲空间局、日本、印度、伊朗、马来西亚等国家和机构也在计划实施载人航天，然而尚无成功案例。

我们形容做一件事困难到极致，会说“难于上青天”，可以说是非常准确了—上天确实是世界上最困难的挑战之一。就连美国，也在挑战者号升空爆炸、哥伦比亚号返航解体两次悲剧之后越来越消极，最终在2011年决定让航天飞机全部退役。后来的美国宇航员要上太空，只能从俄罗斯购买“联盟号”飞船的“船票”（高达9000万美元/人），美国本土再也没有发射过载人航天飞机或飞船。

就在这样的背景下，一位新玩家登场了，这就是SpaceX太空探索。一家科技公司，竟然完成了许多大国都无法做到的事，独立并全面掌握了载人航天最重要的运载火箭、货运飞船和载人飞船等技术，也难怪被誉为新航天时代的“开启者”了。下面让我们来一一拆解它的过人之处。

此次将龙飞船和宇航员们送上太空的是SpaceX猎鹰9号-Block 5型重型运载火箭，是近年航天领域的“明星”。它高70米，重549吨，能够向近地轨道发射多达22.8吨重的货物，美国现役发射次数最多的火箭。值得一提的是，编号为9不代表这枚火箭此前曾有过8代前身。实际上它得名于《星球大战》的千年隼飞船 (Millenium Falcon) 和可重复使用的火箭一级助推器的9个发动机，可以说完全是出于情怀而得名。

猎鹰9号-Block 5火箭不仅运载能力处在世界前列，还能实现火箭一级和整流罩回收的独门绝活。从地面发射后2分半左右，一二级火箭分离，二级火箭点火继续推动飞船，一级火箭则启动回收程序，多次点火减慢掉落速度，发射9分钟后成功落地。

这个落地的过程可以说是SpaceX家的“独门秘技”。有人把这个过程比喻成在地面上抛出一根铅笔，要让它越过纽约帝国大厦，落在一块水池中的一块橡皮上—而且还不能倒！以目前现役的B5型为例，自2018年5月投入使用以来，发射成功率均为100%，15次回收中有14次成功。

猎鹰9号是人类设计的第一枚可多次重复使用的液体燃料火箭，理论上可回收复用次数近百次，不经过大修保养也可连续回收使用10次左右。一枚新猎鹰9号火箭的造价6000万美元左右，已经比同行低很多，再加上可重复使用，航天活动的成本大大降低，有望降低到现有价格的1%，将产生革命性的影响。

SpaceX初代的龙1货运飞船仅用于货运，于2010年首次试飞成功，2012年首次成功运输货物交给国际空间站，至今已经执行22次飞行任务，只有一次失败（因猎鹰9号火箭爆炸事故被摧毁）。它也是除航天飞机外，第一艘也是唯一可回收复用的航天飞船，因此具有下行运输能力（从空间站向地球运回物资）。

龙1货运飞船退役后，龙2飞船升级为兼具载人和货运两种功能。它采用了航天领域较为多见的钝锥形弹道胶囊造型，高度8.1米，最大直径4米，空重约7.7吨，起飞载荷可达6吨，下行也有3吨。

以此次发射为例，发射后第12分钟时龙飞船与二级火箭分离，开始绕地球飞行并逐渐接近国际空间站，调整为同步飞行并最终实现对接（对接过程是完全自动化的）。回程也是由程序控制完成的：启动推进器离开空间站，绕地球飞行并调整轨道高度和方向进入大气层，打开两个减速降落伞，最终降落预定海面上。

龙2的优越性还体现在较高的安全性（满足NASA对商业载人航天项目的安全指标）、强大的逃逸能力（保证宇航员在发射出现故障时及时脱离飞船）、全新的控制系统（操作屏全面智能化、触屏化）等等。最重要的是，飞船返回舱内部空间9.3立方米，最多可以容纳7名航天员，因此“太空船票”的价格大大降低。

“我们的征途是星辰大海。”多少年来，人们一直用各种方式探索着未知的宇宙。如今，商业航天的新时代已经来临—员工平均年龄只有29岁的SpaceX，是这个领域的先驱，它身后还有无数年轻人跃跃欲试，在航天梦想的鼓舞下，向未知的星海出发。