真正的明星：“猎鹰9”号

今天，许多人都听说过SpaceX， 但很少有人知道SpaceX是干什么的， 知道SpaceX真正在做什么的人更少。

我们前面谈到过，SpaceX真正在做的事是：它尝试降低太空旅行的花销，解决这一让人类成为在太空里自由来往的多行星文明进程中的关键问题，对人类文明进行备份。

2008年，在成功进行了一次轨道发射之后，一大批新客户急于签下SpaceX便宜的太空递送服务合同。于是，SpaceX摆脱学步器，给自己建造一枚真家伙的时候到了。

“猎鹰9”号是世界上最先进的火箭，跟“猎鹰1”号相比有了巨大的提升。“猎鹰9”号身材高大，68米高，是“猎鹰1”号的3倍还多，相当于一幢20层楼房。如果横放，它会占据3/4的橄榄球场。“猎鹰1”号只能携带少于1吨的有效载荷，而“猎鹰9”号可以携带13吨。从任何一方面说，“猎鹰9”号都能让SpaceX跟太空业里的大企业相媲美。

了解火箭能让你对它产生敬畏。火箭必须坚固得令人难以想象——它是携带爆炸性物质的1000吨庞然大物，能够以超高速穿越飓风级别的气流;但同时它的设计精密到毫米，因为它内部充满了非常脆弱精细的东西，比如电脑电路板、精密卫星，以及活生生的人。一般的制造技术往往无法满足这种特殊需求。在SpaceX工厂，工作人员向我展示了形状怪异的“猎鹰9”号的零部件，它们必须通过3D打印（并且经过3D设计），因为没有其他方法能把它们打造成正确的样子。不过这些都不是我们的问题，所以让我们忽略细节，简化故事的轮廓。

一级火箭

一级火箭有一份重要的为时3分钟的工作：在失去动力坠落进大海之前，把二级火箭和有效载荷送入100千米高度。

和“猎鹰9”号其他部分一样，火箭第一级也是在SpaceX位于加利福尼亚的总部制造的。

第一级火箭的主要部分是一个巨大的燃料箱，具有两个主要组分：一个装满火箭级柴油，另一个装满液态氧。让火箭利用空气中的氧气是行不通的，因为它在飞行时很快就会到达缺乏氧气的高度。氧气在-183℃变成液体，同时体积只有气态氧的1/1000左右，因此一枚火箭可以携带很多。这两种组分混合在一起就是火箭的助推燃料。

“猎鹰1”号的升空完全是由SpaceX自行研发的超级强大的“梅林”引擎助推的。

“梅林”引擎是目前世界上最高效、最先进的引擎。火箭引擎有一项重要的数据指标，叫作推力重量比，代表它能够把自身重量的多少倍抬起来。“梅林”引擎重约0.5吨，具有超过80吨的推力，因此，它的这项数据是165∶1，让其他类似的引擎都相形见绌。

想象9台“梅林”引擎一起点燃。这就是“猎鹰9”号发射时的情形。火箭的名字就源自这9台引擎——8台在外围排成圆圈，1台位于正中央。

9台“梅林” 引擎可产生650吨的推力，足够把360辆汽车送入太空（这些汽车堆叠起来的高度相当于世贸大厦）。引擎最终抬起的火箭和燃料总共重达550吨，除此之外，它还有足够的推力在顶端携带数量可观的有效载荷。

二级火箭

火箭发射升空3分钟后，第一级火箭和第二级火箭进行分离。

第二级是第一级的缩小版，同样填满了燃料。第二级火箭的“梅林”引擎只有一台——专供太空环境下使用的版本，钟形的延展来增加推力。这里不需要那么多引擎是因为：①此时火箭已经脱离了浓密的大气层;②没有了第一级，需要被推进的总重量大幅度减少;③火箭的速度已经相当快了，大部分加速工作都已经完成。

二级火箭的持续工作时间可能是几分钟到几小时不等。引擎可以关闭再启动，并且具有调整方向的能力。它的工作就是准确地把有效载荷以正确的速度送到正确的位置上。一旦完成这项工作，它就会从有效载荷上脱离并且掉落。

“猎鹰9”号的头部有两种，区别在于它们携带的是哪种有效载荷。下图是第一种：

当火箭头部是这样时，携带的通常是一颗卫星。顶端的突起是由两块保护壳构成的整流罩。它看上去只有一个浴缸大小，但实际上，它的大小相当于一辆公交车。

一旦二级火箭以一定的速度开始运行（大约是子弹速度的4倍），整流罩就脱离并坠入大气层燃烧掉了。

“猎鹰9”号的第二种头部是这样的：

更尖的头部意味着火箭携带的是龙飞船。

SUV大小的龙飞船是SpaceX的航天器， 其设计目的是运输货物，最终有一天将在地球和太空之间运送人类。美国航空航天局在2008年跟SpaceX签的合同就是使用龙飞船向国际空间站运送12次物资。右图的圆锥状物体是龙飞船的增压舱，也是唯一能够返回地球的部分。左图的圆柱状物体是减压箱，携带有额外货物，太阳能电池板（在太空中向龙飞船提供能源）也装在这里。这两部分一起可以携带大约6吨的货物。边缘的小孔是龙飞船用来在太空中调整姿态的小型助推器引擎，底部是飞船返回时需要用到的隔热层。

“猎鹰9”号的职业生涯

“猎鹰1” 号在2009年夏天进行了第五次，也是最后一次发射， 将SpaceX的首位客户——马来西亚政府——的一颗卫星送入地球轨道，这也是它的第二次成功发射。但是因为体积更大、功能更强的“猎鹰9”号正在制造当中，“猎鹰1”号不再被需要了，它从此光荣退休。

“猎鹰1”号的5次发射地都是位于太平洋上的一个叫作夸贾林环礁的小岛。但是自从有了“猎鹰9”号，SpaceX加入了太空业最有竞争力的队伍，并且因此获得了美国顶级发射场的席位——加利福尼亚范德堡空军基地和传奇的佛罗里达州卡纳维拉尔角基地。

“猎鹰9”号的首次航程（演示运行）获得了成功。

然后，SpaceX开始做人们认为商业公司不知道该如何去做的事情。

将航天器送入太空很难，但是把它带回地球更加困难。打个比方，从码头上跳进海里，除了因海水很冷而冰到你以外，你不会受到其他伤害;但如果你从桥上跳进海里，就会出问题，唯一的区别在于入水时的速度。航天器进出大气层时的情况也是如此。

你感受不到大气层，是因为你的速度很小，如果你激烈地挥舞双臂，就会感到大气的存在。进一步提高速度，比如坐在敞篷车或者快艇上，你很快就会感到来自大气的拍击。因此，当地球轨道上的物体——它的速度大约是27300千米/时——决定返回地球时，它感受到的是风速为2730 0千米/时的飓风。飓风分为5级，风速每增加32千米/ 时强度上升一级。在地面，以27300千米/

时的速度移动，相当于身处842级飓风当中。当然，处在高空大气层稀薄的空气当中时，飓风的强度会小一些，但是还是相当了得的。

飓风的可怕之处在于力度。如果是处于842级飓风当中，问题就更大了。航天器在大气层上部时，高速意味着它前方的空气没有时间给它让开一条路，因此会被剧烈压缩，变得极度灼热。在大气层更为浓密的低处，航天器还需要面对剧烈摩擦产生的高温。岩石耐受不住这样的高温，因此会在穿越大气层时变成流星。想要建造一艘能够耐受超高温的航天器就需要很多奇特的技术了。

直到2010年，只有五个国家成功发射并回收了航天器。“猎鹰9”号的第二次发射，让第一艘龙飞船在首次运行时就成功进入地球轨道，在环绕地球两圈之后，龙飞船穿过842级飓风安全返回了地面，使SpaceX成为世界上第一家成功回收轨道航天器的公司，成为世界上仅有的六家拥有此项技术的实体组织之一。对一家只进行过七次发射的公司来说，这是不错的成绩。

“猎鹰9”号的第三次发射同样创造了历史。在为美国航空航天局执行首次任务时，龙飞船成为首个与国际空间站对接的商用航天器。

“‘猎鹰9号是真正的明星。” 万斯写道，“如果说从夸贾林岛发射的‘猎鹰1号是初创企业的作品，那么从范德堡空军基地发射的‘猎鹰9号就是航天业巨无霸的作品。”在成功进行了两次演示任务之后，美国航空航天局对SpaceX已经有了足够的信任，取消了第三次演示发射，开始正式与SpaceX合作，用龙飞船向国际空间站运送物资。

需要注意的事项

1.火箭发射前冒出的白烟是从液氧罐中逸出的氧气。

2.在起飞前5秒，一个被称为“尼亚加拉”的消防系统开始向发射场的地面冲水。这么做的目的是抑制引擎震耳欲聋的声音，否则强大的声波会对火箭造成损伤。

3.起飞前几秒引擎开始点火。此时巨型的钳夹把火箭固定住，好让电脑进行快速测试，以保证所有系统都在正常运行。如果没有问题，钳夹会在T-0时刻释放，火箭随之起飞。

4.计时必须精确到秒。哪怕错了1秒，龙飞船也无法与国际空间站对接。

5.在最初3分钟，火箭尾部喷射出的火焰从鲜艳的亮橙色逐渐变为分散的灰色。这是因为随着高度的增加，大气中的氧气变得稀薄，燃烧变得越来越困难了。

6.一级火箭在3分26秒时分离。

7.在一级火箭分离之后，你看见的黑色钟形结构是二级火箭唯一的“梅林”引擎。这时候你看不见引擎里冒出任何火光，因为在那个高度燃烧是不可能的，所以在出了引擎之后，燃烧就立刻停止了。

8.之后的7分钟里没有多少事情发生。

9.11分09秒，火箭充分到达轨道，二级火箭分离。

10.视频中剩下的大部分画面都是由二级火箭携带的摄像机拍摄的龙飞船独自运行的情况。

11.在最后25秒，你可以看到龙飞船的太阳能电池板打开。