大型火箭的前世、今生与未来

王善钦

2018年美国东部时间2月6日，美国太空探索技术公司开发的猎鹰重型火箭首飞成功，此后成功回收两枚助推火箭，并飞向“地球——火星”轨道。猎鹰重型火箭可以将63.8吨物资送到近地轨道。它的成功首飞，使其成为当今世界最强大的火箭。一个私营公司开发的火箭能够获得如此重大的成就，自然引起了世界媒体的轰动。

但是，猎鹰重型并不是史上最强火箭，美国开发的土星五号火箭才是。土星五号火箭可以将140吨物资送入近地轨道。史上第二强火箭则是苏联的能源号火箭，可以将88吨物资送入近地轨道。

二战之后，美、苏进入全面对抗时期。其中，航天实力的竞争又是最核心的。在整个20世纪50年代，美国的航天都落后于苏联。苏联不仅首先将卫星发射上天，还首先将宇航员送入太空。这两次落后深深刺激了美国政府和航天部门。1961年，美国政府宣布将进行“阿波罗计划”，该计划要在10年内将宇航员送上月球。为实现这个目标，美国将二战期间为德国设计V2火箭的冯·布劳恩任命为火箭项目总负责人。冯·布劳恩先是完成了“木星”火箭，然后造出了“土星”系列火箭，其中以土星五号最为强大。

土星五号火箭在1973年执行完最后一次任务后，停止生产，生产线被拆除，从此成为神话一般的存在。

在美国宣布要執行登月计划后，苏联也开始启动登月计划，为此开发了N1火箭，这款火箭如果发射成功，可以将94吨物资送入近地轨道。但是，因为资金短缺、技术不足，N1火箭连续四次发射都失败了。因为从未成功发射，在盘点史上最强火箭的时候，N1火箭是不被考虑在内的。

排在土星五号之后的是苏联能源号火箭，它是被设计来发射航天飞机、空间站与重型卫星的，可将88吨物资送入近地轨道。1987年，能源号火箭进行第一次发射测试，没有完全成功。1988年，它第二次发射，获得成功，将暴风雪号航天飞机送入轨道。这也是它的最后一次发射，然后它就退役了。

在土星五号火箭和能源号火箭先后退役之后，一直到猎鹰重型火箭发射之前，排名第三、第四的分别是美国的德尔塔四号火箭和中国的长征五号火箭，它们可以分别将28吨与25吨物资送入近地轨道。63.8吨的近地轨道运力已经达到了此前史上第三、第四的两倍以上，猎鹰重型火箭从而登上史上第三、现役第一的宝座。

土星五号退役之后，美国开发航天飞机，其主动力来自航天飞机自身的发动机，整个航天飞机捆绑着巨大的油箱而非火箭，再绑着两个小的助推火箭。在美国的航天飞机全部退役之后，美国开始重新考虑用大型火箭发射飞船的方案。当前美国正在进行的是“空间发射系统”，这是航天飞机发动机的改进版。“空间发射系统”的直径是84米，预计高度是98米（载人）与120米（不载人），可以将70吨（载人）或者130吨（不载人）的物资送入近地轨道。

除了美国之外，于2016年11月3日首次成功发射长征五号火箭的中国，作为大型火箭领域的新秀，也正在计划制造更强大的火箭。相信未来几十年，重型火箭与超重型火箭将陆续创造新纪录。

这次猎鹰重型火箭的成功发射刺激了大型、重型火箭的研发。它被安排在肯尼迪航天中心的39号发射台发射，而这正是当年土星五号火箭铸造辉煌的发射位。