重型猎鹰火箭价格 世界最大火箭有多牛?直接送45吨飞船上月球,难怪美国能成功登月?( 四 )


近地轨道LEO
近地轨道,也被称为“低地球轨道”,Low Earth Orbit,也就是LEO,通常是指距地面高度在2000公里以下的环形轨道 。大部分的气象卫星、对地观测卫星、新一代的通讯卫星以及空间站等都是运行在近地轨道上 。
地球同步轨道转移GTO
地球同步转移轨道,Geostationary Transfer Orbit,也就是GTO,通常是指近地点高度在1000公里以下,远地点则位于地球同步轨道,也即是距地面高度36000公里高度的一条环绕地球的 轨道椭圆形。GTO并不是一条永久的轨道,没有航天器会长期运行在GTO上 。从他的名字“地球同步 转移 轨道”里可以看出,这是一条临时过渡的轨道 。当运载火箭将载荷送入GTO后,还要进一步机动变轨进入其他正式轨道 。比如高度36000公里的地球同步轨道GEO,以及GEO中最特殊的地球同步静止轨道GSO 。我们熟悉的大容量通讯卫星,以及GPS卫星等都运行在GEO或GSO上 。
从上面的介绍不难发现,地球同步转移轨道GTO比近地轨道LEO的高度、要求更高 。因此运载火箭将载荷送入GTO的能力,也就是能送达GTO的载荷的重量是大大低于将载荷送入近地轨道LEO的 。事实上,有一大半的运载火箭完全不具备GTO能力,他们只能将载荷送入近地轨道LEO 。比如,猎鹰1号 。
准备首次试射的猎鹰1号
猎鹰1号是SpaceX的第一款产品,是钢铁侠的试水之作 。这是一种不折不扣的轻型火箭 。
猎鹰1号主要参数:
火箭直径:1.7米
火箭高度:21.3米
质量:38.555吨
LEO运载能力:670千克
首次试射之前的猎鹰1号,可以看出很迷你
猎鹰1号采用了主流的2级火箭布局 。第一级采用了一台SpaceX自行研制的梅林-1A液氧-煤油发动机,第二级也就是上面级则是采用了一台更小巧的红隼发动机 。
装配中的猎鹰1号,
可以清楚看到第一级的梅林-1A发动机
试车中的红隼上面级发动机
猎鹰1号经过4年的研发,与2006年3月25日首次试射 。结果由于梅林1A发动机糟糕的可靠性以及SpaceX当初的各种经验不足,包括首次发射在内,猎鹰1号的最初三次发射全部失败 。三射三炸!这噩梦般的经历几乎摧毁了当初刚成立4年多的SpaceX,也让“猎鹰火箭”一度被外界嘲笑为“PPT火箭” 。
但钢铁侠还是扛过来了,终于在2008年9月28日,猎鹰1号的第4次发射中取得了成功 。虽然,在当时猎鹰1号的性能非常一般,运载能力更是排不上号 。但是猎鹰1号确实是一款值得载入史册的火箭,因为,这是第一枚私人航天公司研发的液态轨道火箭成功进入地球轨道。在此之前,哪一枚火箭的成功不是举国之力凝聚的成果啊 。但当时只有区区500多人的SpaceX却做到了 。
更为重要的是,钢铁侠在SpaceX成立之初,就确立了“用最低廉的费用发射火箭”的大原则 。猎鹰1号的第一级是可用通过降落伞回收并重复使用的(关于这个的详细说明,将放在第四篇《鹰之魂》中介绍) 。因此,在2006年时,SpaceX对猎鹰1号的商业发射给出的报价仅仅只有670万美元 。当时引得业内一片哗然和震惊 。
然而,钢铁侠的目标远不止于此 。他不满足猎鹰1号可怜的运载能力,也不满足并猎鹰1号那不完善的伞降回收方式 。永远怀揣火星梦的马斯克需要一个“真正的火箭”,一个“大家伙” 。于是,有了后来的猎鹰9号 。
无论从哪方面说,猎鹰9号都可以称得上一枚真正的运载火箭 。一个不折不扣的大家伙 。和猎鹰1号相比,目前最新款的猎鹰9号,也就是所谓的“全推力版”猎鹰9,其直径是前者的2.2倍,高度是3.3倍,发射时的重量是14倍,LEO运载能力则变成34倍!更有着猎鹰1号没有的GTO运载能力 。和前者已经完全不可同日而语 。
猎鹰9号主要参数*:
火箭直径:3.7米
火箭高度:70米
质量:549吨
LEO运载能力:22.8吨
GTO运载能力:8.3吨
*注:上述数据均为猎鹰9号最新型号,也就是“全推力”版本的猎鹰9的数据 。运载能力不考虑第一级火箭的回收和复用 。
猎鹰9号于2010年6月4日首发成功,当时的猎鹰9号现在被称为1.0版猎鹰9,其性能和目前的全推力版本的猎鹰9还有一定差距 。但也是一举成功迈入“中型火箭”之列了 。
猎鹰9携带“龙”货运飞船首飞
1.0版猎鹰9,个头比起现在全推力版,除了直径未变,其他都要小上一圈 。运载能力也只有目前版本的差不多一半 。下图中从左到右依次显示是猎鹰1号以及猎鹰9号从1.0版本到目前全推力版本直到重型猎鹰的“全家福” 。


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