商業(yè)航天公司SpaceX，最近正在經(jīng)歷一段關(guān)鍵時期。

就在本周一，由NASA和SpaceX合作的人類首次正式商業(yè)載人航天任務(wù)成功發(fā)射。

在這個代號為Crew-1的任務(wù)里，NASA是承包方（甲方），SpaceX是服務(wù)提供方（乙方）。

佛羅里達州肯尼迪航天中心，SpaceX研發(fā)的載人龍飛船搭乘自家獵鷹9號運載火箭點火升空，將4名NASA宇航員送往國際空間站。

一天后，載人龍飛船與國際空間站完成對接，這次載人發(fā)射任務(wù)宣告成功。

Crew-1圓滿執(zhí)行這次任務(wù)，標志著SpaceX正式加入了此前僅有俄羅斯和中國兩個“會員”的“載人航天俱樂部”。

從2006年連續(xù)發(fā)射火箭失敗，到2020年載人航天發(fā)射成功，SpaceX的成長速度著實令人驚嘆；

而就在本月下旬，SpaceX還有一項星艦SN-8的15km跳躍試驗等待執(zhí)行。

獵鷹火箭、龍飛船、星艦……這些名字酷炫的航天器，不僅幫SpaceX賺到上億美金的融資/訂單，更是“硅谷鋼鐵俠”埃隆·馬斯克實現(xiàn)自己太空夢想的希望。

只是，這一連串“科幻感”十足的飛船名，有沒有讓你覺得有點暈？

今天我們就對SpaceX航天器譜系作了全面梳理，看完這篇文章你會對它們的定位和所肩負的使命有更清晰的了解。

賺錢組合獵鷹火箭 + 龍飛船

01 獵鷹火箭

獵鷹1號到9號，成功道路由“失敗”鋪成

2002年6月，太空探索技術(shù)公司SpaceX成立，作為太空探索的基礎(chǔ)，第一件事得先能離開地球。

SpaceX決定發(fā)射一枚運載火箭向世界證明自己的實力，“獵鷹1號”由此誕生。

獵鷹1號的英文名是Falcon 1，源于星球大戰(zhàn)中的“千年隼”（Millennium Falcon）。

身為SpaceX最早的試飛火箭，獵鷹1號直徑1.7米、高約20米，體積很小，和 “千年隼”相比充其量只能算是個“雛鷹”。

獵鷹1號在結(jié)構(gòu)上是兩級火箭，每級裝有一臺發(fā)動機。

一級推進器在送第二級和載荷（比如衛(wèi)星）升空到一定高度后，脫離并落回地球，利用降落傘減速降落到海面，實現(xiàn)重復(fù)使用。

作為SpaceX最早研發(fā)的火箭，獵鷹1號的主要任務(wù)是驗證近地軌道運載技術(shù)。

2006年3月24日獵鷹1號第一次試飛，發(fā)射25秒后引擎上方失火爆炸。

截至2008年8月3日，獵鷹1號一共發(fā)射了三次，全部以失敗告終。

這些失敗沉重打擊了SpaceX員工的信心，SpaceX公司也到了崩潰邊緣，但埃隆·馬斯克依然鼓勵員工們繼續(xù)發(fā)射。

2008年9月28日，距離第三次失敗僅一個多月，通過SpaceX員工連續(xù)6周不停歇輪班工作，獵鷹1號第四次發(fā)射按時進行。

這次，獵鷹1號將重達165kg的試驗載荷成功送入了近地軌道，運載任務(wù)圓滿完成。

SpaceX因此成為首個成功發(fā)射運載火箭的私營企業(yè)。

在驗證過運載火箭發(fā)射技術(shù)后，SpaceX將目標集中在研發(fā)更大運量的中型運載火箭。

由此誕生了當前最常被使用，也最多被提及的“獵鷹9號”（Falcon 9）火箭。

與獵鷹1號相比，獵鷹9號不止是尺寸大兩倍多，一級發(fā)動機也從1臺升級到9臺，推力加倍提升，運載能力增加到8000kg以上。

運力提升了，但獵鷹9號的制造成本也大大增加了。

作為一家商業(yè)公司，如何實現(xiàn)“經(jīng)濟又實惠”的火箭發(fā)射，是SpaceX必須解決的難題。

如果能把獵鷹9號的一級推進器（包括外殼和9臺發(fā)動機）回收并重復(fù)利用，就能大幅降低發(fā)射成本。

為此，SpaceX開始了艱難的“垂直著陸”技術(shù)驗證。

2010年獵鷹9號首次嘗試發(fā)射，直到2016年4月，它終于實現(xiàn)了一級推進器海上著陸回收。

獵鷹9號的“垂直著陸技術(shù)驗證”歷經(jīng)了六年時間、和至少二十三次發(fā)射試驗，才最終得以成功。

多個部件可重復(fù)使用、一級推進器可垂直著陸回收的特點，讓獵鷹9成為了所有現(xiàn)役運載火箭中利用率最高、設(shè)計最獨特的“新星”。

在獵鷹9號基礎(chǔ)上，SpaceX采用三個并聯(lián)的獵鷹9一級助推器，研制出了獵鷹重型運載火箭（Falcon Heavy）。

2018年，埃隆·馬斯克就是用的獵鷹重型運載火箭，把那輛著名的特斯拉Roadster跑車送去了地球軌道。

02?龍飛船

能運貨，也能載人

除了把轎車送出地球，SpaceX面臨的真實挑戰(zhàn)是——如何既安全又經(jīng)濟地把貨物送到空間站。

要解決這個問題，一個安全可復(fù)用的航天器必不可少。

2006年在與NASA簽訂太空站貨物運送合同時，SpaceX提出了龍飛船（SpaceX Dragon）這個概念。

這個霸氣的名字來自美國民謠組合Peter, Paul and Mary的一首歌曲《神龍帕夫》（Puff the Magic Dragon），歌詞講述了一個小男孩和他的神龍在海上冒險的故事。

龍飛船的外形是一個傳統(tǒng)的鈍錐形彈道膠囊設(shè)計，頂部設(shè)有1.27米的正方形對接口，接口面積是俄羅斯飛船對接口的三倍。

從2010年至今，龍飛船已經(jīng)進行了二十三次發(fā)射。

在這些任務(wù)中，除了常規(guī)的性能試驗，龍飛船已經(jīng)多次向國際空間站送貨。

2014年，龍飛船2號（SpaceX Dragon 2）在SpaceX總部進行的媒體活動中亮相，它將專門用于載人航天任務(wù)。

在Crew-1任務(wù)中，NASA的四名宇航員就是搭乘著龍飛船2號去往國際空間站。

與貨運版龍飛船相比，龍飛船2號尺寸更大，有效載荷量遠高于傳統(tǒng)航天器，最多能同時容納7位宇航員。

飛船內(nèi)部增加了座位、窗戶、觸摸屏控制臺、環(huán)境控制及生命支持系統(tǒng)等；對于宇航員來說操作更便捷，整體設(shè)計風(fēng)格偏極簡主義，未來感十足。

為了保證安全，龍飛船2號最大特點就是采用了新型的發(fā)射逃生系統(tǒng)。

設(shè)計者為該飛船配置了8臺“超級天龍座”發(fā)動機，如果發(fā)射期間遇到危險，這8臺發(fā)動機便會立即啟動，將龍飛船2號推離運載火箭，將它送到安全地帶降落。

根據(jù)設(shè)計指標，一艘龍飛船可重復(fù)使用十次左右，它能夠執(zhí)行低成本、業(yè)務(wù)化的低地球軌道載人航天飛行任務(wù)。

除了將宇航員送往空間站，改裝后的龍飛船預(yù)計還能執(zhí)行登月任務(wù)，用途廣泛。

隨著Crew-1的成功，?獵鷹9運載火箭搭載龍飛船1號和2號執(zhí)行載貨或是載人的航天任務(wù)，會成為接下來一段時間內(nèi)SpaceX的主要收入來源。

SpaceX人類太空計劃高級總監(jiān)本吉·里德在推特上寫道：

“在接下來的15個月里，我們將為NASA執(zhí)行七次機組人員和貨運龍任務(wù)。這意味著，從Crew-1開始，SpaceX的龍飛船將持續(xù)在軌道上運行?！?/p>

SpaceX作為NASA現(xiàn)在最出色的航天服務(wù)提供商之一，再也不必為接不著活兒而發(fā)愁了。

火星組合星艦?+ Super Heavy

SpaceX的創(chuàng)立，其實是為了實現(xiàn)埃隆·馬斯克“征服火星”的驚人夢想。

多年來，埃隆·馬斯克一直對“移民火星”充滿向往，也從不怯于透露自己的計劃。

為了把火星夢想變成現(xiàn)實，SpaceX正在研發(fā)一支巨型火箭——星艦（SpaceX Starship）。

其實這個星際飛船計劃從2005年就開始謀劃，直到17年，馬斯克才將它的名稱由“大獵鷹火箭”（Big Falcon Rocket）正式更改為“星艦”。

它的第一級助推器被稱為超級重型（Super Heavy），第二級宇宙飛船稱為星艦（Starship），而整個巨型火箭組裝起來也叫星艦。

第一級助推器Super Heavy直徑9米，長約70米；

第二級宇宙飛船Starship直徑9米，長約50米。

由于還在原型機驗證階段，星艦的設(shè)計細節(jié)隨時都在改動；

但根據(jù)一些已經(jīng)確定的性能指標信息，星艦的近地軌道運力將不低于100000kg，是獵鷹9運載火箭的十倍。

這么龐大的星艦，內(nèi)部活動空間也更大：目前預(yù)計它可搭載50人以上，并且這些人都能在飛船內(nèi)長時間居住。

除了執(zhí)行地球軌道上的任務(wù)，通過在軌加注燃料，星艦還可以完成地月轉(zhuǎn)移以及直擊火星的任務(wù)。

星艦飛船最突出的特點就是閃閃亮的外殼，因為它采用了“違反直覺的設(shè)計思路”——以不銹鋼為主體材料制造火箭結(jié)構(gòu)和推進劑罐。

根據(jù)馬斯克的說法，使用不銹鋼的原因是“高品質(zhì)不銹鋼在低溫下強度能提高50％，并且具有高熔點，雖然重但明顯便宜，造起來很快?！?/p>

聽著都挺好，那Starship開發(fā)到了什么程度呢？

讓我們來感受一下SN5原型機的150m跳躍試驗吧！

在這個月下旬，星艦在準備新一輪的試驗，這次是原型機SN8的15km跳躍。

把直徑9米，高50米的飛船扔上15千米高空，再穩(wěn)穩(wěn)落下，這個試驗看起來比Crew-1更讓人激動。

網(wǎng)友Erc X模擬了SN8 15km著陸畫面，馬斯克回復(fù)“模擬得相當準確”。

一級助推器Super Heavy的原型機建造也在9月份開始，從圖里可以看到，使用不銹鋼材料建造起來確實很快。

據(jù)媒體報道，近日埃隆·馬斯克在SpaceX內(nèi)部郵件中表示：“我們應(yīng)把星艦視為首要任務(wù)。”

面對商業(yè)載人航天這個歷史機遇，SpaceX走在了最前面，但并不代表著他們能一直領(lǐng)先。

包括波音公司、亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝佐斯創(chuàng)立的藍色起源（Blue Origin），以及科學(xué)技術(shù)應(yīng)用公司Dynetics，都是SpaceX的競爭對手。

在NASA重返月球計劃Artemis的競標中，藍色起源獲得5.79億美元資金，Dynetics公司獲得2.53億資金，SpaceX只獲得1.35億資金。

再對比一下火箭發(fā)射次數(shù)，SpaceX到目前為止已經(jīng)完成了70次以上的商業(yè)發(fā)射，藍色起源只完成了12次。

但這就是航天項目商業(yè)化的另一面，即使其他的公司相比于SpaceX效率偏低、能力不足，NASA也一定會培養(yǎng)出另幾個商業(yè)航天巨頭，與SpaceX展開競爭。

對于上升到太空中的“商業(yè)大戰(zhàn)”，現(xiàn)在還不知會如何發(fā)展，但人類在航天技術(shù)的加速卻是實打?qū)嵉摹?/p>

在我們有生之年實現(xiàn)人類火星登陸，我覺得已不再是夢，你認為呢？