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要点
- spacex，也被称为太空探索技术公司，由埃隆·马斯克于2002年创办。
- spacex是第一家成功研发出可将液体推进剂火箭送入地球轨道的私营公司。
- 它也是第一家成功重复使用轨道火箭的公司。
在太空旅行的早期，也就是20世纪60年代初，有一个名字与美国进入未知世界的航天飞行同义。那个名字叫nasa。六十年后，情况发生了很大的变化。今天，nasa已经在私人美国公司如blue origin、ula，以及最显著的spacex之后略显退居二线。
埃隆·马斯克及其航空航天制造公司spacex成立于2002年，在过去的20年里，他们已经取得了很大的声誉。从猎鹰1号到猎鹰9号等等，spacex和埃隆·马斯克彻底改变了世界对太空旅行的看法。太空不再仅仅是nasa等机构独有的领域，也对超富人士开放。
以spacex的猎鹰9号为例。猎鹰9号发射器完美地展示了埃隆·马斯克的公司所能做到的，其令人印象深刻的规格和引人入胜的历史。让我们深入了解一下。
spacex的历史
猎鹰9号有九台默林发动机，在海平面上产生超过170万磅的推力。
©sundry photography/shutterstock.com
spacex，也被称为太空探索技术公司，由埃隆·马斯克于2002年创办。最初，马斯克创办这家制造公司是为了试图减少太空运输的巨大成本，以便开始火星殖民计划。然而，在过去的几十年中，spacex的主要成就主要集中在制造火箭、发射器、卫星和其他航天器上。
除了在制造方面的成就和对火星殖民的持续努力外，spacex还致力于建立一个名为starlink的互联网卫星网络。其目标是开发和维护有史以来规模最大的商业互联网服务。
目前，starlink已经拥有近2500颗卫星，这个数量相当庞大，对天文学家和未来太空旅行规划者来说都是一个真正的担忧。虽然starlink的拥护者称其是全球的福音，但批评者担心这些卫星会污染地球轨道。
此外，spacex还在努力完善一种可重复使用的超重型运载系统，名为starship。starship既可用于轨道飞行，也可用于星际航行，将成为该公司的主要轨道飞行器（这意味着猎鹰9号的地位将被降低，但稍后会有更多介绍）。一旦获得必要的监管机构批准，starship将具备有史以来最大的火箭载荷能力。
自2002年成立以来，spacex取得了许多其他成就，包括：
- 成为第一家私人资助的公司，成功研发出能够绕地球轨道飞行的液体推进剂火箭
- 成为第一家私人公司，成功回收已发射并进入轨道的航天器
- 成为第一家私人公司，成功抵达国际空间站
- 制造成功完成垂直起飞和垂直推力降落的首枚轨道火箭
- 成功回收并再次使用轨道火箭
什么是可重复使用的航天器？
在过去的几十年里，spacex已成为可重复使用航天器的代名词。但是可重复使用的航天器到底是什么？使用可重复使用的航天器而不是一次性或仅限单次使用的航天器有哪些好处？让我们首先定义这个术语。
可重复使用的航天器是一个总称，包括可用于多次发射、轨道飞行和再入大气层的任何外层空间车辆或机器。这与过去的传统航天器不同，传统航天器在飞行后要么脱离并报废，要么在再入大气层时燃烧。
要实现可重复使用，航天器需要包括特定的创新技术，使车辆或机器能够以安全、可控的方式重新进入地球大气层，而不会在下降过程中烧毁或解体。这可能包括用于减速和再入的特定引擎，耐热外壳和热防护系统（tps），以及一种特殊的可重复使用的发射系统，使得在发射之间可以进行修复。
nasa的航天飞机是历史上第一种可重复使用的航天器，在1981年首次发射到2011年最后一次发射之间的30年间成功完成了130多个任务。它向世界展示了可重复使用的航天器不仅是一个美好的想法，而且是一个可以实现的现实。现在，spacex的猎鹰9号正在将可重复使用的航天器的理念推向一个全新的境地。
可重复使用航天器的好处
正如你可能已经想象到的，可重复使用的航天器有很多好处。当看到猎鹰9号可重复使用发射系统的时候，这些好处就变得非常明显。该系统自2017年开始使用。以下是它的工作原理（以及为什么有益）：猎鹰9号利用了一种可重启点火系统来控制它的第一级。
这种可重启点火系统允许第一级反抗下降的速度并实现软着陆。出于这个原因，马林引擎也具备节流能力：引擎必须反转该速度并将其在航天器再次触地时减至零。
目前，只有猎鹰9号和猎鹰重型的第一级部件是可重复使用的。第二级部件有时可以在24小时内回收和重复使用。然而，spacex的目标是最终使第一和第二级部件在几个小时之内可重复使用。
考虑到太空探索和发射技术的极高成本，从太空掉落的碎片可能对地面上的平民造成严重风险，以及一旦火箭燃料和其他组件到达地面可能带来的潜在污染，毫无疑问，可重复使用航天器的开发和使用带来了一系列的好处。
猎鹰9号的发展
falcon 9的计划最早由spacex在2005年宣布。与此时公司历史上的falcon 1相比，falcon 9将获得nasa的资金支持（falcon 1完全是由私人资金支持的）。
spacex接下来的五年时间里，致力于完善用于2010年发射的tsto mlv（两级到轨中型运载火箭）。falcon 9取代了最初的falcon 5计划，公司决定将重心转向更实用和完全可重复使用的重型运载火箭。测试始于2008年，最终生产于2010年。
falcon 9的发射历史
falcon 9首次发射于2015年12月。
©nadezda murmakova/shutterstock.com
当前大多数在服役的火箭因仅能使用一次的发射系统而臭名昭著，而falcon 9则可以在一定程度上重复使用。因为falcon 9的第一级是设计成能够承受重返地球大气层时的巨大热量和压力，并且一旦与第二级分离后就会垂直降落，所以falcon 9的发射系统可以一次又一次地重复使用。
falcon 9在2015年12月的首次发射中就实现了这一令人难以置信的技能，而在随后的几年里，该发射系统已成功着陆其助推器100多次。
falcon 9的两级火箭使用梅林发动机得到动力，这是spacex家族的发动机，依赖煤油和液态氧将火箭推向天空。这些梅林发动机使falcon 9能够将超过5万磅的货物送入低地球轨道（leo），并将高地球转移轨道（gto）的货物负载增加到1.8万磅，具体取决于第一级是否回收。此外，falcon 9的货舱拥有多达145立方米的储存空间。
埃隆·马斯克在一次采访中心情友好。
©jd lasica creative commons attribution 2.0 – license
自2010年首次发射以来，falcon 9已经有超过十年的历史，累积了任何其他现役美国航天器的最多发射次数：超过150次发射和几乎相同数量的成功任务。在这许多发射中，只有一次完全失败。此外，falcon 9还是唯一获得运输人员到国际空间站（iss）的全面认证的美国火箭。
还有falcon heavy：一个强大而有力的falcon 9第一级火箭，其作为一个核心，两侧绑着一个falcon 9第一级助推器。（换句话说，它就像是falcon 9的三倍。）鉴于其大小和强度，只有另外两枚火箭能够超过falcon heavy的有效载荷能力：saturn v和energia，这两枚火箭几十年前就下线了。
这使得falcon heavy成为目前运行的最高载荷能力的火箭。然而，尽管falcon heavy具有巨大的有效载荷能力，但它的发射历史只有三次。
falcon 9规格
| 高度： | 70米/229.6英尺 |
| 总重量： | 333-549吨 |
| 直径： | 3.7米/12英尺 |
| 有效载荷重量： | 13.1-25吨(低地球轨道)，3.5-8.3吨(地球转移轨道) |
| 级数： | 两级 |
| 特点： | 两级，大型有效载荷，98.7%成功率和可重复使用的发射系统 |
| 成本： | 研发费用3亿美元，每次发射费用5千到9千万美元 |
| 发射日期： | 2010年6月4日 |
猎鹰9的未来
2017年，埃隆·马斯克和spacex表示猎鹰9的统治即将结束。随着更大、更好的星际飞船的开发和测试，计划最终让星际飞船接替猎鹰9成为spacex的主要发射器，并逐渐淘汰猎鹰9。虽然还没有确切的开始淘汰的日期，但星际飞船的特点每天都在逐渐完善。
想了解更多吗？请查看这些文章：有史以来最大的10枚火箭和 发现人类制造的最大火箭。
最大的spacex火箭
据spacex称，最大、最强大的火箭系统将最终将宇航员送往月球和火星，前提是一切按计划进行。该火箭高120米，一旦开始运营，将完全可重复使用。它有能力运送多达100名乘客。
spacex正在开发超重型运载能力的星际飞船。它是有史以来最高、最强大的发射器，高达119米(390英尺)，也是第一款被设计成完全可重复使用的火箭系统。
此外，以下是规格：
| 最大高度 | 直径 | 初期推力 | 起飞质量 |
|---|---|---|---|
| 猎鹰1：21.3 | 1.7 | 318 | 27.2 |
| 猎鹰重型：70 | 3.7 × 11.6 | 22,819 | 1,421 |
spacex的星际飞船发射失败
由于燃料注入过程中出现问题，spacex推迟了其大型火箭的首次发射，日期为2024年4月17日。
©tada images/shutterstock.com
由于第一级助推器中的阀门卡住了，倒计时在还剩40秒时停止了。发射控制人员无法解决冻结阀门的问题，因此取消了发射尝试。不过，他们继续进行了倒计时和加注燃料作为一次实践。
此外，太空船上没有机组人员或有效载荷。spacex将推迟发射，直到星期三或之后。发射取消后，马斯克在推特上表示他们获得了宝贵的知识。spacex打算利用星舰将人员和货物运送到月球，最终到达火星。
