文/ 郭筱曦

猎鹰9 v1.0 火箭在2010年6月4日完成了首飞

2020年5月31日，太空探索技术公司（SpaceX）猎鹰9 火箭以一次完美的发射提前庆祝自己的10 岁生日。这次发射也是太空探索技术公司，以及美国宇航局、美国公众甚至是全球航天爱好者期待已久的——一枚崭新的猎鹰9 火箭从肯尼迪航天中心39A 发射台呼啸而起，在航天飞机时代结束后第一次从美国本土将载有美国航天员的美国航天器送上太空。

10年前的2010年的6月4日，首枚猎鹰9 火箭从美国卡纳维拉尔角空军基地SLC-40 发射台起飞，当时人们或许无法想象它今天所取得的成就——成为人类航天史上首个成熟实现回收并复用的火箭型号；10年间（截至今年6月底）88 次发射87 次完全成功，成功率达到惊人的98.9%，为美国政府、科学界和众多商业实体发射数百个有效载荷。

国际空间站货运成就“猎鹰9”

“猎鹰9”的第一次迭代型被称为v1.0，在2010年6月 到2013年3月间发射了5 次。美国宇航局在2008年12月选择太空探索技术公司作为国际空间站的两家“商业补给服务”（CRS）供应商之一，对其发展起到了实质性的帮助作用。

由于“猎鹰9”系统的复杂性和从卡纳维拉尔角空军基地发射的监管要求，太空探索技术公司希望在2008 ～2009年时间框架内进行首次发射，但最终未能实现。在此期间，太空探索技术公司团队一直在测试发动机，2010年初完成了第一级和第二级的梅林-1C发动机的全程点火测试工作。

美国东部时间2010年6月4日下午1点30分，猎鹰9火箭首次尝试发射，但由于第一级发动机的一个传感器溢出错误而中止。随后倒计时重新开始，火箭从卡纳维拉尔角SLC-40 发射台升空。

太空探索技术公司于2010年12月在COTS-1 验证任务中首次发射了龙飞船

2018年6月，猎鹰9 火箭在黎明微光中发射龙飞船CRS-15 任务

SLC-40 发射台在2007年由美国空军租给太空探索技术公司。猎鹰9 v1.0 火箭采用9 台梅林-1C 发动机提供503000 千克推力，这些发动机在第一级底部被布置成方形3×3 结构。

尽管在升空后不久出现了轻微的“滚动”，但携带了货运龙飞船“样板”模型的这枚“猎鹰9”并无大碍。“龙”飞船在轨道上停留了3 周，然后于6月下旬再入大气层。同年12月，根据太空探索技术公司与美国宇航局签订的“商业轨道运输服务”（COTS）合同，“猎鹰9”再次发射执行验证飞行任务。2012年5月，“猎鹰9”在其第三次飞行中创造了历史，首次将一艘商业货运飞船送上了国际空间站。

这次成功发射为太空探索技术公司与美国宇航局“商业补给服务”合作关系的成功奠定了基础——在2012年10月至2020年3月间共发射20艘货运龙飞船。其中19 次任务（除去2015年6月发射失败的CRS-7）共向空间站运送了超过43000 千克货物，并将34400 千克货物运回地球。

2013年9月，猎鹰9 v1.1 火箭发射加拿大CASSIOPE 卫星

“猎鹰9”第二次迭代型v1.1 于2013年9月首飞，又一次创造了纪录，其在范登堡空军基地SLC-4E 发射台进行了首次发射，将加拿大“级联小卫星和电离层两极探测器”（CASSIOPE）科学卫星送入极地轨道。

猎鹰9v1.1 型火箭高68 米，比v1.0 型重约60%，推进剂贮箱更大，得益于升级后的梅林-1D 发动机组，在升空时产生的推力增加了60%，总计约600000 千克。芯级共9 台发动机，其中8 台围绕一台中心发动机以圆形分布。

从2013年9月到2016年1月，“猎鹰9”v1.1 型共飞行了15 次。在完成CASSIOPE 卫星发射任务后，它于2013年12月向地球同步转移轨道（GTO）发射了首个有效载荷——SES-8 通信卫星，紧接着又发射了6 颗GTO 轨道通信卫星，包括2015年3月发射的亚洲广播卫星-3A 和欧洲通信卫星-115 West B。此外，它还发射了5 艘龙货运飞船，但只有4 艘抵达国际空间站。2015年6月28日，“猎鹰9”v1.1 在升空139 秒后遭遇了第一次飞行中的火箭事故，船箭俱毁。后来发现，火箭第二级液氧贮箱内固定高压氦瓶的支柱失效，导致超压事件。这也是猎鹰9 火箭迄今为止唯一的发射失败。2015年2月，一枚“猎鹰9”v1.1 将美国宇航局“深空气候观测台”（DSCOVR）送到了日地拉格朗日L1 点，执行了太空探索技术公司迄今为止发射的最遥远任务，将有效载荷推到了距地球约150万公里的地方。

2015年6月28日，CRS-7 龙飞船发射时爆炸解体

“猎鹰9”芯级在卡纳维拉尔角空军基地着陆区着陆

“猎鹰9” v1.1 的最后一次飞行是在它的后续型号猎鹰9 全推力型火箭首飞几周之后。全推力型配备升级后的梅林-1D+发动机组，在升空时可产生约690000 千克的推力。该型火箭有70 米高，箭体结构得到增强，第二级加长，推进剂贮箱容积增加。取决于第一级是否回收，“猎鹰9”全推力型火箭可将最多22800 千克载荷送入近地轨道，也可将8300 千克载荷送入地球同步转移轨道。

令人惊叹的火箭回收

从一开始，太空探索技术公司创始人埃隆·马斯克就指出，他希望“猎鹰9”能够回收和重复使用，并在2014年4月至2015年2月期间，几次以“受控”方式在海上实现第一级软着陆的努力都取得了一定成功。但让返回的第一级降落在无人靶船甲板上的尝试被证明是难以捉摸的，至少对“猎鹰9” v1.1 来说是这样。2015年12月，“猎鹰9”全推力型在将11 颗Orbcomm 卫星送入轨道后成功“着陆”，顺利降落在卡纳维拉尔角的着陆区。这是一项令世界惊叹的突破。

让火箭芯级以高速、高温返回地球，通过由高超声速栅格翼、可展开着陆支腿和老话说的“好运”共同组成的复杂系统来引导，是一件极其困难的事，但马斯克用一句妙语对其进行了最好的总结：“这是火箭科学！”

“猎鹰9”芯级在无人靶船上降落

自2018年5月以来，猎鹰9 Block 5 改型开始服役，其可靠性更高、推力更大、可重用性更强

2018年2月“猎鹰9”发射后，完好的半个整流罩在太平洋上漂流

2013年9月，第一枚“猎鹰9”v1.1 开始受控再入，次年7月着陆支腿成功展开，实现了在大西洋上的受控“触地”。2015年1月，无人靶船上的第一次火箭软着陆尝试结果变成硬着陆。接下来的4月，由于火箭接近着陆时横向速度过快，导致其在无人靶船甲板上倾覆。2016年1月，着陆支腿上的锁扣使“猎鹰9” v1.1 实现完整着陆的最后机会落空。2016年4月，火箭芯级在无人靶船上着陆终获成功。

火箭复用无人能及

当前的“猎鹰9”全推力型已经发展出几个型号，Block 4 改型和Block 5改型分别于2017年8月和2018年5月首飞。改型升级包括增加推力、加固着陆支腿、提高复用性能以及改进飞行控制系统。

“猎鹰9”Block 5 改型最终获得了美国宇航局“商业载人计划”的发射认证。更普遍的说法是，“猎鹰9”Block 5 改型被捧为翻新速度更快的火箭，而且可以用同一个芯级执行多次任务。在3年多一点的时间里，它确实做到了。

NROL-76 从39A 发射升空，这是太空探索技术公司首次发射美国国家侦察局的有效载荷

2019年3月2日，载人龙飞船由猎鹰9 火箭发射执行Demo-1 无人试飞任务

2017年3月，芯级尾号为“B1021”的火箭发射标志着太空探索技术公司首次使用“二手”轨道级火箭，并开创了一个新时代。截至2020年6月第九组星链卫星星座发射任务，累计有24 枚火箭至少发射过2 次——其中7 枚发射过3 次，5 枚发射过4 次，2 枚发射过5 次。随着回收系统的成熟，它们在卡纳维拉尔角或范登堡空军基地着陆的能力已经提高到几乎“司空见惯”的水平。2015年12月到2020年3月之间，已经完成了19 次陆上着陆，包括3 次“重型猎鹰”任务的侧装助推器返回。除此之外，在美国东西海岸共实现了34 次无人靶船上的降落。

美国东部时间2017年6月3日，太空探索技术公司利用猎鹰9 火箭成功发射“龙”飞船，执行第11 次国际空间站货运补给任务（CRS-11)。此次发射既平常又非凡，因为这次发射的“龙”飞船是人类航天史上第一艘重复使用的货运飞船。 在猎鹰9 火箭第一级回收再利用之后，太空探索技术公司并没有满足于“二手”火箭的再次升空，又把一艘“二手”飞船送上了太空，而且还是一艘被海水浸泡过的飞船。这是一件前人从未做过的事情。

太空探索技术公司也在不断探索火箭整流罩回收技术，自2018年以来，为回收整流罩采用了可操纵的降落伞和巨型捕集网。早期若干次捕获整流罩的尝试都全部“功亏一篑”，但在2020年7月21日，“猎鹰9“火箭发韩国军事通信卫星时，首次成功地采用网捕方式，把两个半罩双双回收回来。

超越对手 成就自己

2020年4月下旬，“猎鹰9”完成了第84 次发射任务，超越了美国联合发射联盟的“宇宙神5号”，成为发射次数最多的美国现役火箭。2020年太空探索技术公司的发射计划排得很满，也没有表现出任何放缓的迹象。

10年间，“猎鹰9”作为一种运载火箭，其成长速度惊人。其近地球轨道有效载荷能力增长逾一倍，地球同步轨道能力也几乎翻倍，渐进式成功与几场虚惊并存，使它成为一款能够重复发射、海上与陆地着陆、整流罩可重复使用的多功能火箭。

“猎鹰9”完成25 次飞行花了6年多时间（2010—2016年），但仅仅两年后的2018年，就神奇地完成了第50 次飞行，到2019年深秋就超过了75 次。仅在2020年上半年，“猎鹰9”就完成了11 次发射，预计“猎鹰9”将在几个月内完成第100 次飞行。而它的未来，就像猎鹰——它的名字和灵感来源一样，似乎注定要振翅高飞。