那辆漂浮在宇宙中的特斯拉跑车，成了太空探索的最新里程碑

一台红色的特斯拉 Roadster 电动跑车，驾驶座上坐着一个人，姿势放松，右手握着方向盘，左手放在窗沿上。这个场景看似平淡无奇，但实际上极为震撼：这台车和这个“人”正在快速远离地球，目标是太阳轨道。

这台车属于特斯拉 CEO 伊隆·马斯克，车上坐的不是真人，是一个身穿宇航服的测试假人。它由“猎鹰重型”火箭于北京时间 2 月 7 日凌晨 4 点 45 分，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心 39A 发射台发射升空，28 分之后二级发动机第二次关机，这台车进入远地点 7000 公里的地球轨道上运行。在穿越范艾伦辐射带，在停泊轨道上运行 6 小时后，北京时间 11 点 50 分二级发动机再次点火，马斯克的 Roadster 进入环太阳轨道，远地点位于火星与木星之间的小行星带。

借由此次的成功发射，“猎鹰重型”成为现役最强大的运载火箭，可以将 63.8 吨重的载荷送上近地轨道（LEO），相当于一架坐满人、加满油的波音 737-600 客机；可以将 26.7 吨重的载荷送进地球同步轨道（GTO）；可以将 16.8 吨重的载荷一次性送到火星。

更重要的是，“猎鹰重型”是一种高度可回收的运载火箭，它的两枚助推器和第一级火箭都可以自动飞回地球，整流罩装有降落伞也可以回收。实际上，这次首飞的“猎鹰重型”火箭的两枚助推器就是曾经在“猎鹰 9 号”上用过的二手火箭，借由可回收设计，猎鹰重型火箭的发射报价仅为 9000 万美元，仅有能力相近的美国联合发射联盟“德尔塔-4 重型”火箭 4 亿美元的四分之一。

而且，“猎鹰重型”是 SpaceX，一家自负盈亏的私人公司设计建造和发射的。

首次发射一波三折，但实现了主要目标

“猎鹰重型”火箭在 2017 年 12 月 28 日就在肯尼迪航天中心完成了组装，被安置在了发射台上。马斯克宣布，这次测试发射中，火箭搭载的有效载荷是他的特斯拉 Roadster 电动跑车。

在此之前，这次测试任务本来定在 2016 年下半年，但因为 2016 年 6 月的 CRS-7 任务失败，火箭在空中爆炸后计划延迟。SpaceX 是一家小公司，研发人员有限，失败任务的复盘和随后的调整影响到了与“猎鹰 9 号”并行的“猎鹰重型”，任务一直从 2017 年初推迟到了 2018 年 2 月。

1 月 24 日，“猎鹰重型”在发射台上完成了静态点火试验，27 台发动机全部点火模拟发射时的状况，但火箭被固定在发射台上不起飞。在此之前 SpaceX 很少做类似的实验，因为“猎鹰重型” 27 台发动机因为太大，很难做整体的地面试验，所以必须在发射台上做静态点火试验。

昨天凌晨，原定 2 时的发射时间被推迟，因为当地天气有一些变化，出现了高空风切变，可能导致发射失败。

在推迟了两小时之后，北京时间凌晨 4 时 45 分“猎鹰重型”火箭点火起飞。

• 1 分 06 秒，火箭时速超过 1200 公里每小时，达到最大动压值（Max-Q），意味着火箭越过了对结构强度考验的最困难阶段。随后时速超过音速。
• 2 分 29 秒，两枚助推器发动机关机；2 分 33 秒，助推器在机械推杆和氮气喷射机构动作下成功与芯级分离。
• 2 分 50 秒，两枚助推器姿态调整完成，部分发动机再次点火，开始再入大气层，目标是发射台旁边的陆地降落场。
• 3 分 07 秒，芯级火箭分离，随后二级火箭点火。
• 3 分 24 秒，芯级火箭姿态调整完成，部分发动机再次点火，开始再入大气层，目标是正在大西洋上停泊的无人平台驳船“我当然还爱着你”号（Of Course I Still Love You）。
• 3 分 49 秒，整流罩分离，摄像机画面显示，特斯拉 Roadster 跑车中还有一个穿着航天服的假人，当它们开始暴露在真空中，大卫·鲍伊的歌曲《太空怪谈》（space oddity）作为背景音乐开始响起。之后，价值 500 万美元的整流罩将落回地球并回收。
• 6 分 41 秒，助推器降落前再次点火，8 分 06 秒，两枚助推器几乎同时成功降落。
• 6 分 47 秒，芯级火箭降落前再次点火，但因为燃料耗尽，原定的 3 台工作发动机仅有一台点火。8 分 40 秒，“我当然还爱着你”号无人驳船的摄像机画面显示信号中断，最后的画面是一片白雾。随后的记者会上，马斯克确认芯级火箭回收失败。
• 8 分 31 秒，二级火箭第一次关机。
• 28 分 22 秒，二级火箭再次点火，28 分 52 秒再次关机，Roadster 跑车进入远地点 7000 公里的停泊轨道。
• 7 小时 01 分，二级火箭第三次点火，Roadster 跑车进入环太阳轨道，在可见的未来，这台跑车将越过火星轨道，最远抵达火星与土星之间的小行星带。

在整个发射过程中，火箭上搭载的摄像机记录下的画面从来没人见过：背景是蓝色的地球，画面上一台红色的跑车中坐着一名穿着航天服的人，一边还似乎听着大卫·鲍伊的歌。

正如马斯克自己所说，这是“史诗般的景象”。

SpaceX 还在这台 Roadster 跑车上设置了几个彩蛋：汽车的中控台上有一个小小的 Roadster 跑车模型，模型车里也坐着一个模型小人；汽车的中控屏幕上贴着“不要恐慌”，这是著名科幻小说《银河系漫游指南》中的著名台词；在这台车的一块电路板上，写着“人类制造，来自地球”；跑车里还放着一套缩微版《基地》，那套阿西莫夫所著的著名科幻小说。

“猎鹰重型”不仅是现阶段人类能发射的最强大火箭，大概也是宅男、科幻迷们的最强寄托。

“猎鹰重型”的结构太复杂，以至于马斯克自己都没信心

“猎鹰重型”火箭项目是伊隆·马斯克 2005 年开始构想，2011 年正式宣布的。2011 年时，SpaceX 刚刚成功发射了两枚“猎鹰 9 号”火箭，还没有开始火箭回收试验，“猎鹰 9 号”的几次失败发射和工程整体的巨大难度最终导致“猎鹰重型”的发射推迟了 5 年。

简单的说，“猎鹰重型”是就是三枚“猎鹰 9 号”捆在一起。

猎鹰 9 号的名字来自于第一级 9 台“默林 1D”液氧煤油火箭发动机，采用这种多台发动机的结构是为了精简生产，减低研发成本。如果不考虑成本，比如 NASA 花钱的联合发射联盟“德尔塔 4”火箭，第一级只有一台 RS-68 火箭发动机，这种发动机非常强大，但也非常昂贵。

“猎鹰重型”既然是三枚“猎鹰 9 号”的芯级捆绑，第一级自然就会有 27 台发动机一起点火。两侧的叫助推器，中间的叫芯级，实际上三枚火箭的硬件是一样的。这种结构极为罕见，在一般的火箭设计中，为了减少故障率就要尽量减少零件数量，从概率上减少故障的可能性。

除了可能的故障概率，多台发动机的设计还有“耦合共振”的问题：在 27 台发动机工作时，产生的振动可能会与箭体叠加，最终导致结构损坏和发射失败。

去年 7 月，马斯克曾说，“猎鹰重型”火箭可能在首次发射时爆炸。他甚至希望火箭爆炸的时候远离发射台，不损坏发射台甚至可以算作某种成功。

延迟 5 年的“猎鹰重型”火箭坚持这么做，还是要为了降低成本。

在今天凌晨的发射中，“猎鹰重型”两枚助推器都是“二手火箭”，也就是之前的发射中用过的：一枚来自 2016 年 5 月发射 Thaicom 8 卫星的“猎鹰 9 号”，一枚来自 2016 年 7 月发射 CRS-9 国际太空站补给任务的“猎鹰 9 号”。这两枚助推器在之前的发射回收后经过检查，在顶端加装了一个小型整流罩之后就变成了今天的助推器。

在任务成功之后的新闻发布会上，伊隆·马斯克确认，这两枚回收后的火箭状态都非常良好，可以再次上天。

“猎鹰重型”的芯级火箭是一枚崭新的火箭，这次是第一次发射。在原计划中也要回收，但最终失败了。马斯克在发射后的发布会上确认，这枚芯级最终接近了大西洋上的无人驳船，但因为燃料耗尽，原计划点火减速的 3 台发动机只有一台工作，最终火箭以 300 公里的时速坠落在距离驳船附近 100 米的海里，大概率是摔成了碎片。

不过，芯级火箭没有回收成功只能算是本次任务的一个小挫折。和以往“猎鹰 9 号”的商业发射有人买单不同，这次的“猎鹰重型”发射是一次单纯的投入，为的是验证设计结果，顺便给未来的潜在客户打一则广告，顺便再完成一点马斯克的中二梦想。以这个“测试”这个任务目标来看，这次发射是无所谓“失败”的。

在未来的“猎鹰重型”商业发射中，如果是回收三枚第一级的设计，地球同步轨道的筹载能力为 8 吨。如果只回收助推器，芯级火箭无需节省燃料的话，地球同步轨道的筹载能力将是 16 吨。这两种版本的任务将会有不同的报价，用二手火箭执行的价格将更低。

SpaceX 以后要抢走波音等大公司更多生意了

SpaceX 的火箭和美国政府主导的，正在研发的火箭相比，显得有点“经济适用”：NASA 的下一代火箭“太空发射系统 SLS”芯级使用 4 台航天飞机遗留的 RS-25 氢氧发动机，以真空推力来计算，这种发动机比“猎鹰重型”使用的“默林 1D”发动机的两倍还多。

“太空发射系统 SLS”整体的筹载能力和“猎鹰重型”也不是一个层次，它的最强版本可以把 130 吨载荷送进近地轨道，比猎鹰重型强大一倍多。而猎鹰重型受限于芯级的直径，筹载能力不会再有太大提升了。

“太空发射系统 SLS”计划 2019 年首次发射，报价 5 亿到 10 亿美元，未来美国发射更大、更重的深空探测器，或者重返月球，都将依靠政府主导的 SLS。

但剩下的市场就不乐观了。

2017 年美国完成了 29 次商业发射，SpaceX 占其中的 16 次，超过一半。这其中不仅有商业公司的卫星，比如铱星公司的通信卫星；也有 NASA 的项目，比如国际太空站的货运飞船补给任务；也有来自军方的机密任务，比如 X37-B 绝密空天飞机。

换句话说，在中小型航天发射上，SpaceX 已经依靠低价和几乎 100% 的可靠性赢得了市场。

但换句话说，SpaceX 只能在这些市场上有所作为，在政府主导的，更看重可靠性而不是经济性的重要项目上，比如去月球，去火星，这大概都和 SpaceX 关系不大。

SpaceX 的下一步目标是自己去火星。

在猎鹰重型之后，SpaceX 正在开发两样东西，一个是更强大的氢氧火箭发动机猛禽（Raptor），一个是基于这种发动机的“超级大火箭”（Big Fucking Rocket）。在这两样的基础上，SpaceX 计划在 2025 年之后把人送上火星，而单人单程费用可能会低到 100 万美元以下。在 NASA 的计划中，这个价格是 100 亿美元。

对于一家致力于送人上火星的私人公司来说，SpaceX 还很小。2017 年，SpaceX 募资了 3.5 亿美元，估值 210 亿。开发新项目也会有来自客户的前期付款，比如美国空军就给“猛禽”发动机预先支付了 3000 万美元的资金。

SpaceX 计划在 2018 完成两次猎鹰重型火箭的商业发射，客户是阿拉伯卫星公司和美国国防部。2019 年计划送游客前往月球附近。

图片/SpaceX

喜欢这篇文章？去 App 商店搜 好奇心日报 ，每天看点不一样的。