技术派｜将跑车送上太空的“重型猎鹰”火箭，军事潜力更惊人

美国东部时间2月6日15时45分（北京时间2月7日凌晨4时45分），美国SpaceX公司的“重型猎鹰”火箭发射成功，将一辆“特斯拉”跑车送入太空。该火箭是美国“土星”-5火箭以来研制的最大运载火箭，加上火箭由私营航天企业SpaceX公司研制，首次发射备受瞩目。

去年5月，SpaceX公司首次涉足发射美国军方军用载荷，为国家侦察局发射了一颗军用卫星，同年9月又为美国空军发射了X-37B轨道飞行器，今年1月又发射了一颗名为“祖玛”的神秘军事卫星。可以说，SpaceX公司近年来在军用载荷发射市场取得了不小的成绩。那么，运载能力更大的“重型猎鹰”火箭是否能让SpaceX公司进一步提高在军用载荷发射市场的占有率？对美国又有何军事意义？

“重型猎鹰”性能几何？

“重型猎鹰”火箭早在2011年就正式公开。原定2013年首次发射的火箭，因技术等方面的原因推迟到了2018年。随着“猎鹰”9火箭技术的多次迭代式升级，“重型猎鹰”火箭的设计也发生了脱胎换骨的变化，其性能将冲击现有的商业和政府航天发射市场。

“重型猎鹰”火箭是一种二级半运载火箭，使用比冲低的液氧煤油发动机，但总体性能仍然相当出色，尤其是运力非常亮眼。该火箭的地球低轨道运力63.8吨，同步转移轨道26.7吨，大众熟悉的波音737-300客机最大起飞重量约63吨，换句话说，“重型猎鹰”有能力把一架满载的波音737-300送入地球轨道。现役“阿里安”-5、长征五号等主流大型运载火箭低轨道运力约25吨左右，因此，具有63.8吨运力的“重型猎鹰”火箭在当下可谓一骑绝尘。

传统火箭为了获得大运力和高运载系数（送入轨道的货物占火箭起飞重量之比），越来越多的使用高比冲的发动机和推进剂组合，比如美国的重型“德尔塔”-4火箭完全使用液氧液氧，运载系数为3.93%，但与“重型猎鹰”火箭相比仍有很大的差距（运载系数高达4.49%）。毫不夸张地说，“重型猎鹰”火箭具有强大性能和技术水平，是当今最强大的运载火箭，这样的庞然大物闯入航天发射市场，自然会带来无与伦比的冲击。

军用发射市场的掠食者

“重型猎鹰”火箭具有性能强、价格低等优势，它的出现将对国际军用发射市场产生影响。SpaceX公司已经凭借高性价比的“猎鹰”9火箭获得了美国空军和美国国家侦察局的卫星发射合同，对原来垄断市场的联合发射联盟（ULA）构成了不小的冲击。“猎鹰”9火箭6200万的基础价格，即使增加了发射军用载荷特殊要求带来的附加成本，也比联合发射联盟（ULA）的“宇宙神”-5和“德尔塔”-4火箭便宜得多。

联合发射联盟（ULA）是波音和洛·马两家美国军工巨头发射部门组成的公司，虽然有军工巨头们背后从政治献金到人际关系等各方面因素的加持，但近年来仍然在竞争中节节败退。不过联合发射联盟（ULA）也有杀手锏——重型德尔塔-4火箭。该火箭均有很强的运载能力，同步转移轨道运力可达14.22吨，是“重型猎鹰”出现之前现役最强的运载火箭。其静止轨道直送运力也高达6.75吨，能够将卫星直送静止轨道，足以发射国家侦察局最重的情报搜集卫星。这样的独门功夫让它独占了美国大型军用卫星的发射合同，即使“猎鹰”9火箭能抢到再多GPS-3卫星的发射合同，但在利润最丰厚的大型军用卫星发射领域仍然可望而不可及。不过“重型猎鹰”火箭发射成功后，局面就将发生变化。

SpaceX公司一直在摸索尝试直接将载荷送入静止轨道的技术，已经利用“猎鹰”9火箭进行了多次点火和长距离滑行的试验，但由于该火箭运力低，即使最终试验了直送静止轨道的能力，也没有实用价值。“重型猎鹰”火箭作为一次性火箭发射时，其同步转移轨道运力为26.7吨，即使第二级/上面级进行多次点火将卫星直送静止轨道，最终运力仍然相当可观，足以媲美现役的“德尔塔”-4火箭。这意味着“重型猎鹰”火箭发射成功后，可为SpaceX公司在军用发射市场与联合发射联盟(ULA)全面展开竞争奠定基础，以后“重型猎鹰”火箭为国家侦察局发射电子侦查卫星也不是不可能的事情。

当然，美军要求军品供应商必须有两家，因此，即使SpaceX公司能靠性价比拿到一定数量的订单，联合发射联盟（ULA）也不会被逐出市场，“重型猎鹰”火箭扮演的角色更像是掠食者而不是终结者。

此外，目前联合发射联盟（ULA）也感受到了来自私营航天企业的竞争压力，未来将通过技术和组织优化等措施降低发射成本，SpaceX公司进入军用发射市场带来的“鲶鱼效应”也将促进美国航天工业的整体进步，美国政府和军方可以节约更多用于发射的经费，将这些节省下来的经费用于发展军用航天技术，进而增强太空战力，受益的是美国政府和军方。

民用发射市场的搅局者

“重型猎鹰”火箭性能那么强，肯定会有很多人会有疑问：在民用载荷发射市场领域，这么大运力的火箭到底能发射什么？难道真准备把波音-737客机送上天？毋庸置疑，SpaceX公司作为一个以赚钱为主要目的私营航天企业，肯定对“重型猎鹰”火箭进行了市场调研。那么，“重型猎鹰”火箭在民用载荷发射市场有何优势？

“猎鹰”9火箭虽然现在是全球发射市场上最具商业竞争力的运载火箭，但是俄罗斯“质子”火箭和欧洲“阿里安”-5火箭仍然有一定的竞争力，尤其是“阿里安”-5火箭运力大，能发射“猎鹰”9火箭不能发射的超大型卫星。“重型猎鹰”火箭出现后，将与阿里安”-5火箭正面PK，扼杀对手的市场空间。众所周知，SpaceX公司目前还在积极进行可重复使用火箭的试验，以降低发射成本。“猎鹰”9火箭早在2015年12月实现了第一级的首次回收，去年3月底又用回收的第一级发射了SES-10卫星，“猎鹰”9火箭重复使用已经成为现实。然而，“猎鹰”9火箭复用的经济性却不明显，欧洲阿里安公司也还在观望是否跟进研制这种技术。

为了进一步提高可重复使用火箭技术的经济性，SpaceX公司开始双管齐下：一方面是研制最新的“猎鹰”9 Block 5火箭，它的设计为重复使用进行了更多的考虑，至少可以可靠复用12次，而且箭体复用检测周转速度快，自然可以大大降低成本；另一方面，“猎鹰”9火箭第一级占了约70%的成本，但第二级和整流罩也很贵的，降低成本的空间就是进一步加大火箭回收比例。“重型猎鹰”火箭也是这种思路的产物，首次发射的“重型猎鹰”火箭的两枚助推器都是可回收的，发射后将落回发射场再次复用，火箭的芯一级也将回收，不过它分离时速度太快，只能在海上的驳船上进行回收。综合计算下来，“重型猎鹰”火箭只有第二级火箭不回收，发动机复用比例高达96.4%，可重复使用的“重型猎鹰”火箭自然可以大幅降低发射成本。

SpaceX公司官方网站给出了“猎鹰”系列火箭的发射价格：已经投入市场的“猎鹰”9火箭6200万美元一发，而“重型猎鹰”火箭9000万美元，这比“阿里安”-5火箭和“质子”火箭都便宜。值得注意的是，“重型猎鹰”火箭9000万美元的发射报价，对应的是最高8吨的同步转移轨道运力，这和上文提到的26.7吨运力相差悬殊。一般认为这是“重型猎鹰”火箭第一级助推器和芯一级重复使用后的数据，火箭复用后运力覆盖仍所有的大型通信卫星，但发射报价比“阿里安”-5火箭便宜得多。在与“猎鹰”9火箭竞争中，俄罗斯的“质子”火箭可以说是“苟延残喘”,“重型猎鹰”火箭出现后对于“质子”火箭来说更是雪上加霜，“阿里安”-5火箭也将受到很大的冲击。

“重型猎鹰”火箭对商业发射市场志在必得，对美国宇航局（NASA）的政府发射合同也是跃跃欲试。美国已经联合欧日俄开展深空门户站（DSG）的论证和建造，DSG预计使用美国宇航局的SLS重型火箭发射，“重型猎鹰”火箭虽然没有SLS火箭105吨的运力，但在DSG的建造和维护中仍然大有可为。DSG需要人员和物资补给，目前物资补给很可能像国际空间站一样外包给商业公司，“重型猎鹰”火箭加“龙”式货运飞船（SpaceX公司研制）是最被看好的组合。

考虑到预算限制等因素，SLS火箭发射美国宇航局“猎户座”载人飞船频率很低，导致DSG只能进行短期驻留任务，如果美国航天局想在地月空间做更多任务，外包载人任务也是不可避免的。考虑到性价比，“重型猎鹰”火箭加“龙”式载人飞船（SpaceX公司研制）的组合也是当之无愧的首选。总而言之，“重型猎鹰”火箭将使SpaceX公司技术、性能和成本优势又提高到一个新的台阶，让其在国际民用发射市场占有更大的份额。